Originar din Asia. In cuvantul " fontă»Lingviștii văd rădăcini turcești. Deci, de exemplu, în limba azeră „cugun” este o desemnare pentru . In orice caz, turnare de fier– aceasta este lucru nu numai cu ferrum, ci și cu carbon.
Acesta din urmă este de la 2 la 4,5%. Compoziția a fost creată în China în secolul al VI-lea. Europa a adoptat secretul producției în secolul al XIV-lea. In Rusia compoziție din fontă adusă la perfecţiune abia în data de 17.
Cel mai bun produs aprovizionat de turnatoria fratilor Demidov. Este situat în Urali. De secole, fonta nu și-a pierdut relevanța. O gamă largă de aplicații ale aliajului oferă caracteristicile acestuia. Să începem cu ei.
Chimice și proprietăți fizice fontă
Pe lângă fier și carbon material fontă conţine alte impurităţi. Deci, topirea este îmbunătățită de vanadiu molibden. Pentru rezistență, se adaugă mangan, sulf, fosfor. Impuritatea fiecărui element este mai mică de 1%. Cu toate acestea, fără ea, fonta este și mai fragilă.
Un amestec solid de carbon privează aliajul de plasticitate și duritate. Aici este oțel, în care al 6-lea element este mai mic de 2%, sunt diferiți. De ce, atunci, adăugați carbon „în plus”. tevi din fonta?
Scopul este de a obține o duritate excepțională. Prin aceasta este egal cu 7,5 puncte. Acesta este mai mult decât cuarț. Doar 2,5 puncte rămân înaintea diamantului.
Pe lângă duritate, neschimbată proprietatea fontei punctul său de topire este de 1200 de grade Celsius. În caz contrar, caracteristicile aliajului depind de tipul acestuia.
Principal tipuri de fontă: alb, gri, rezistenta mare, maleabil si jumatate. În primul aliaj, tot carbonul este legat de fier. Fe 3 C se numește cementită. Face fierul alb la rupere.
De aici și numele de fontă. O varietate de materiale este deosebit de dure, dar și deosebit de fragilă, greu de tăiat. Practic de la fontă albă arunca bile. Sunt folosite pentru măcinarea materiilor prime industriale.
Fontă cenușie conține carbon nu numai sub formă de cementită, ci și. Prezența ambelor forme în același timp se numește jumătate de fontă. Rolul cementitului în ea se spune.
Grafitul oferă, de asemenea, aliajului o culoare caracteristică și adaugă ductilitate. Fonta cenușie este multicomponentă. Pe lângă adăugarea de carbon, impuritatea de siliciu este solidă - de la 1,2 la 3,6%. Compoziția include, de asemenea, și.
Prima este o impuritate dăunătoare care nu poate fi eliminată în timpul procesului de producție. Dar fosforul și manganul contribuie la albirea straturilor de suprafață. Astfel, este posibil să se întărească învelișul pieselor, îmbunătățind în același timp ductilitatea acestora.
Pe proprietățile fontei afectează nu numai compoziția, ci și viteza de răcire. Schimbă structura metalului. Aliajul alb se răcește mai repede. Fontă cenușie, dimpotrivă, se formează încet.
Fier ductil conține carbon sub formă de grafit și sferic. Raportul suprafață-volum este minim. Acest lucru face ca materialul să fie omogen și durabil.
Proprietățile aliajului sunt apropiate de oțelul carbon turnat. În același timp, proprietățile de turnare ale fontei ductile sunt mai bune, este ușor de tăiat și păstrează rezistența la uzură.
Cumpărați fontă maleabil nu se caută deloc pentru a-l falsifica. Niciunul dintre tipurile de aliaj nu este alimentat la această procedură. Numele indică doar că compoziția poate fi prelucrată prin presiune, adică materialul este cel mai plastic.
Ei lucrează cu el, de regulă, după metodă. Carbonul din amestecul maleabil este grafitizat. Prin urmare, există un minim de mangan în compoziția aliajului. Elementul previne grafitizarea. Puțin siliciu. La bara de jos de 2%, se menține și carbonul.
Calități de fontă lista este de multe ori mai largă decât lista speciilor sale. Doar aliajul maleabil are 8 tipuri. Au o compoziție diferită, sau procentul de componente. Astfel, marca KCh 30-6 conține de la 2,7 la 3,1% carbon, iar în KCh 37-12 nu este mai mult de 2,5%.
Aplicarea fontei
Duritatea combinată cu proprietăți bune de turnare fac ca aliajul să fie ideal pentru crearea de piese puternice și complexe, cum ar fi gardurile.
Acestea pot fi văzute pe terasamentele Krasnoyarsk, Irkutsk, Sankt Petersburg. În capitala de nord fier forjat aplicat la realizarea porţilor Palatului de Iarnă.
Fier vechi topit, de asemenea, pe paturile mașinilor industriale. Piesele carcasei și vasele sunt realizate din material durabil. tigaie din fontă este selectat atunci când gătiți feluri de mâncare care necesită o lungă lânguire.
Vasele se încălzesc mult timp, dar acumulează perfect căldura. Căldura este distribuită uniform. În plus, fonta este dotată cu proprietăți antiaderente.
Sunt, după cum se spune, naturale. Nu există o acoperire specială aici. Prin urmare, tigăile antice nu ies din uz, în ciuda modelelor la modă cu teflon.
nu dispar de pe piata si căzi din fontă. Sunt grele, dar rezistente. În plus, greutatea nu este doar un minus. Datorită masei, sunt eliminate vibrațiile imperceptibile pentru om care distrug linia de joncțiune a căzii cu pereții. Microfisurile sunt pline de apariția mucegaiului și a ciupercilor în cameră.
Printre echipamentele sanitare se numără și chiuvete, țevi și fitinguri din fontă. Ultimele părți sunt folosite pentru conectarea țevilor. Astfel de produse au devenit aproape învechite din cauza complexității nu numai a instalării, ci și a demontării.
Necesar sudare fontă. Aceasta este o procedură laborioasă care necesită abilități. Puteți conecta țevile moderne din plastic cu un fier de lipit special, cheltuind de multe ori mai puțin timp și efort.
Producția de fier destinat industriei auto. Aliajul puternic și rezistent la uzură merge la blocurile motor combustie interna.
La motoarele diesel, arborii cotiți sunt fabricați dintr-un amestec de fier și carbon. De regulă, fonta este utilizată în mașini de buget redus sau în modele industriale specializate.
Piesele sunt fiabile, ieftine, dar grele. Acum, după cum știți, producătorii încearcă să reducă greutatea mașinilor. Acest lucru reduce proporția de elemente din fontă în mașinile moderne.
Cunoscutele sobe cu burtă au fost realizate dintr-un aliaj de ferrum și carbon. Există și moderne sobe din fontă. Și cumpără nu numai din cauza prețului. nu se deformează la încălzire, ceea ce se întâmplă cu modelele din alte aliaje.
La o înălțime și conductivitate termică a produselor din fontă. Acest lucru le face potrivite pentru zone slab încălzite sau încăperi care necesită încălzire rapidă.
Exploatarea fierului
Care ar fontă orice, este un aliaj. Este imposibil să-l obții. Amestecul este produs, iar componentele pentru acesta sunt extrase. În cazul fontei, elementul principal este fierul. Ei iau minereuri cu el și le topesc în furnalele înalte. Combustibil - cărbune sub formă de cocs. Uneori, ei iau păcură sau gaze naturale.
De ce este topit minereul și nu metalul pur? Deoarece ferrum nu este niciodată nativ, este întotdeauna asociat cu alte elemente. Printre acestea se numără sulful foarte notoriu, care nu poate fi eliminat complet în timpul topirii. Dar, în minereurile de fier există și impurități utile - același crom și mangan.
Minereul necesită pregătire - zdrobire și cernere, adică separarea după dimensiunea particulelor. Abia atunci materia primă este încărcată în cuptor împreună cu. În timpul reacției redox se obține fontă.
Fierul este redus și oxizi. În același timp, agenții reducători înșiși sunt oxidați. Procesul decurge mai bine și mai rapid într-un mediu cu oxigen. Prin urmare, gazul este furnizat special în furnal până la sfârșitul reacției.
Pret fonta
Pe pret fonta depinde de tip, producator. Aliajul pur nu este de vânzare, doar produse din acesta. Deci, o tigaie costă, în medie, 4000 de ruble. Daca vrei un cazan pentru pilaf cu un volum de 225 de litri, va trebui sa platesti 30-40.000.
O probă de 10 litri costă aproximativ 7.000 de ruble. Pentru un kilogram de fracțiuni de 0,8 milimetri, ei cer aproximativ 2300 de ruble. Cea mai simplă sobă cu burtă va costa cumpărătorului cel puțin 4.500 de ruble. Cazanele de încălzire din aliaj durabil vă vor goli buzunarul cu nu mai puțin de 30.000.
Cea mai mare parte a modelelor costă în jur de 100-150.000 de ruble. Pentru băi cer de la 6000. Pentru un calorifer din fontă, va trebui să plătiți de la 650 de ruble. Cel mai ieftin dintre toate. Un kilogram de fontă este estimat la doar 7-10 ruble.
Fonta a intrat ferm în viața noastră cu mulți ani în urmă. Este relativ ușor de fabricat și utilizat pe scară largă în diverse domenii. Pentru a avea o idee clară despre acest material, trebuie să cunoașteți caracteristicile sale, contra, avantajele, compoziția chimică, proprietățile, structura fontei și aliajele sale, producția și domeniul de aplicare.
Deci, haideți să aflăm ce aliaje fier-carbon sunt numite fontă.
concept
Fonta este un aliaj fier-carbon cu un conținut de carbon, adică se referă la un material care constă dintr-un aliaj și carbon. Procentul de carbon din fontă este mai mare de 2,14%. Acest din urmă element poate pătrunde în fontă sub formă de grafit sau cementit.
Acest videoclip vorbește despre caracteristicile fontei:
Soiuri
Există fontă albă și gri.
- Carbonul din fonta albă este sub formă de carbură de fier. Dacă o spargi, poți vedea o maree albă. În forma sa pură, fonta albă nu este utilizată. Se adaugă la procesul de producție a fontei ductile.
- La o pauză, fonta cenușie are o strălucire argintie. Acest tip de fontă are o gamă largă de utilizări. Se pretează bine la tăiere.
În plus, fontele sunt de înaltă rezistență, maleabile și cu proprietăți deosebite.
- putere mare fonta este folosită pentru a crește rezistența produsului. Proprietățile mecanice ale unei astfel de fonte fac posibil acest lucru perfect. Fonta ductilă se obține din gri ca urmare a adăugării de impurități de magneziu în masă.
- Maleabil fonta este un tip de gri. Numele nu înseamnă că această fontă este ușor de falsificat. Are proprietăți de plasticitate îmbunătățite. Se obține prin recoacere din fontă albă.
- Distinge la fel cu jumătate de inimă fontă. În el, o parte din carbon este sub formă de grafit, iar partea rămasă este sub formă de cementit.
Caracteristici speciale
Particularitatea fontei constă în procesul de producție. Punct mediu de topire tipuri diferite fonta are 1200ºС. Această valoare este cu 300 de grade mai mică decât cea a oțelului. Acest lucru se datorează conținutului foarte mare de carbon. Carbon și au o relație nu foarte strânsă unul cu celălalt.
Când procesul de topire este în desfășurare, carbonul nu poate fi încorporat complet în rețeaua de fier. Ca rezultat, fonta devine casantă. Nu poate fi utilizat pentru fabricarea pieselor asupra cărora sarcina va acționa constant.
Fonta aparține materialelor metalurgiei feroase. Caracteristicile sale sunt adesea comparate cu oțelul. Produsele din oțel sau fontă sunt utilizate pe scară largă în viața noastră. Utilizarea lor este justificată. După compararea caracteristicilor, putem spune următoarele despre aceste două materiale:
- Costul produselor din fontă este mai mic decât costul oțelului.
- Materialele variază în culoare. Fonta este un material mat închis, în timp ce oțelul este ușor și strălucitor.
- Fonta este mai ușor de turnat decât oțelul. Dar oțelul este mai ușor de sudat și forjat.
- Fonta este mai puțin durabilă decât oțelul.
- Fonta este mai ușoară decât oțelul.
- Oțelul are un conținut de carbon mai mare decât oțelul.
Argumente pro şi contra
Fonta, ca orice material, are avantaje și dezavantaje.
Avantajele fontei includ:
- Carbonul din fonta poate fi în diferite stări. Prin urmare, acest material poate fi de două tipuri (gri și alb).
- Anumite tipuri de fontă au o rezistență crescută, astfel încât fonta este uneori pusă la egalitate cu oțelul.
- Fonta poate menține temperatura mult timp. Adică, atunci când este încălzită, căldura este distribuită uniform peste material și rămâne în el pentru o lungă perioadă de timp.
- Din punct de vedere ecologic, fonta este un material curat. Prin urmare, este adesea folosit pentru a face feluri de mâncare în care alimentele sunt gătite ulterior.
- Fonta este rezistentă la mediul acido-bazic.
- Fonta are o igienă bună.
- Materialul are o durată de viață destul de lungă. Se observă că cu cât se folosește fontă mai mult, cu atât este mai bună calitatea acesteia.
- Fonta este un material durabil.
- Fonta este un material inofensiv. El nu este capabil să provoace nici măcar un mic rău corpului.
Dezavantajele fontei includ:
- Fonta va rugini dacă este expusă la apă pentru o perioadă scurtă de timp.
- Fonta este un material scump. Cu toate acestea, acest dezavantaj este justificat. Fonta este de foarte înaltă calitate, practică și fiabilă. Articolele realizate din acesta se dovedesc, de asemenea, a fi de înaltă calitate și durabile.
- Fonta cenușie se caracterizează prin ductilitate scăzută.
- fragilitatea este caracteristică fontei albe. Practic merge la topire.
Proprietăți și caracteristici
- Fizic. Aceste caracteristici includ: greutatea specifică, coeficientul de dilatare liniară, contracția efectivă. Greutatea specifică variază în funcție de conținutul de carbon al materialului.
- Termic. Conductivitatea termică a materialului este de obicei calculată conform regulii deplasării. Pentru fonta solidă, capacitatea termică volumetrică este de 1 cal / cm 3 * o C. Dacă fonta este lichidă, atunci este de aproximativ 1,5 cal / cm 3 * o C.
- Mecanic. Aceste proprietăți depind de baza în sine, precum și de dimensiunea și forma grafitului. Cea mai durabilă este fonta cenușie cu o bază perlitică, iar cea mai ductilă - cu o bază feritică. Scăderea maximă a rezistenței se observă sub formă de „plăci” de grafit, iar cea minimă - sub formă de „minge”.
- hidrodinamic. Vâscozitatea în fontă variază în funcție de prezența manganului și a sulfului. De asemenea, crește brusc atunci când temperatura fontei trece de punctul de solidificare.
- Tehnologic. Fonta are proprietăți excelente de turnare, rezistență la uzură și vibrații.
- Chimic. În funcție de potențialul electrodului (pe măsură ce acesta scade), componentele structurale ale fontei se află în următoarea formă: cementită - fosfură eutectic - ferită.
Diferențele dintre fontă și oțel în ceea ce privește compoziția chimică și proprietățile
Proprietățile fontei sunt afectate de impurități speciale.
- Deci adăugarea de sulf poate reduce semnificativ fluiditatea și poate reduce refractaritatea.
- Adăugarea de fosfor în același timp face posibilă crearea unui produs de formă complexă, dar nu îi conferă rezistență sporită.
- Amestecul sub formă face ca punctul de topire să nu fie atât de ridicat și îmbunătățește foarte mult proprietățile de turnare. Diferite procente de siliciu vă permit să creați fontă diferită: de la alb pur la feritic.
- Manganul degradează turnătoria și proprietăți tehnologice dar crește rezistența și duritatea.
Videoclipul de mai jos vă va spune cum să sudați fonta prin sudare electrică:
Structura și compoziția
Dacă luăm în considerare fonta ca material structural, atunci este o cavitate metalică cu incluziuni de grafit. Structura fontei este în principal perlit, ledeburit și grafit ductil. Mai mult, pentru fiecare tip de fontă, aceste elemente predomină în proporții diferite sau sunt complet absente.
Conform structurii, fontele sunt:
- perlită,
- feritic şi
- feritic-perlitic.
Grafitul este prezent în acest material sub una dintre următoarele forme:
- Sferic. Grafitul capătă această formă atunci când se adaugă aditivi de magneziu. Forma sferică a grafitului este caracteristică fontelor de înaltă rezistență.
- Plastic. Grafitul este similar cu forma petalelor. În această formă, grafitul este prezent în fonta obișnuită. Această fontă are proprietăți de ductilitate ridicată.
- fulgioasă. Grafitul capătă această formă ca urmare a recoacerii fontei albe. Grafitul sub formă de fulgi se găsește în fontul ductil.
- Vermicular. Grafitul cu forma numită se găsește în fontă gri. A fost dezvoltat special pentru a îmbunătăți ductilitatea și alte proprietăți.
Producția de metal
în furnalele speciale. Principala materie primă pentru producerea fontei este. Procesul tehnologic consta in reducerea oxizilor de fier din minereu si producerea unui alt material la iesire - fonta. Pentru fabricarea fontei se folosesc următorii combustibili: cocs, gaz natural și antracit termic.
După reducerea minereului, fierul are o formă solidă. Apoi este coborât într-o parte specială a cuptorului (abur), unde carbonul este dizolvat în fier. Ieșirea este fier lichid, care cade în partea inferioară a cuptorului.
Prețul fontei (pe 1 kg) depinde de cantitatea de carbon din ea, de prezența impurităților suplimentare și a componentelor de aliere. Prețul aproximativ al unei tone de fontă va fi de 8.000 de ruble.
Domenii de utilizare
- Este utilizat pentru producția de piese în inginerie mecanică. În cea mai mare parte, fonta este folosită pentru a face blocuri pentru motoare și arbori cotiți. Pentru acesta din urmă este necesară fontă îmbunătățită, la care se adaugă aditivi speciali de grafit. Datorită rezistenței fontei la frecare, din aceasta sunt fabricate plăcuțe de frână de o calitate excelentă.
- Fonta poate funcționa fără probleme chiar și la temperaturi foarte scăzute. Prin urmare, este adesea folosit în producția de piese de mașini care vor trebui să funcționeze în condiții climatice dure.
- Fonta s-a dovedit bine în domeniul metalurgic. Este apreciat pentru prețul său relativ scăzut și proprietățile excelente de turnare. Produsele din fontă se caracterizează prin rezistență excelentă și rezistență la uzură.
- O mare varietate de produse sanitare sunt fabricate din fontă. Acestea includ chiuvete, calorifere, chiuvete și diverse țevi. Căzile din fontă și caloriferele de încălzire sunt deosebit de renumite. Unele dintre ele servesc în apartamente până în prezent, deși au fost achiziționate cu mulți ani în urmă. Produsele din fontă își păstrează aspectul original și nu necesită restaurare.
- Datorită proprietăților sale bune de turnare, din fontă sunt obținute adevărate opere de artă. Este adesea folosit în fabricație produse de artă. De exemplu, cum ar fi porți frumoase ajurate sau monumente arhitecturale.
Ai ales o baie? Nu sunteți sigur care este mai bun, fontă sau oțel? Atunci acest videoclip vă va ajuta:
Aliajele de fier cu carbon, în care conținutul de carbon este mai mare de 1,7% sunt numite fontă.
Fontele diferă ca structură, metode de fabricație, compoziție chimică și scop.
Conform structurii, fontele sunt gri, albe și maleabile. Conform metodelor de fabricație - obișnuite și modificate.
După compoziția chimică, fontele se disting nealiate și aliate, adică cele care conțin impurități speciale.
Fontă cenușie
Fonta cenușie este cea mai utilizată în inginerie mecanică pentru turnarea diferitelor piese de mașină din aceasta. Se caracterizează prin faptul că carbonul din el este în stare liberă sub formă de grafit. Prin urmare, fonta cenușie este bine prelucrată de unelte de tăiere. În fractură, are o culoare gri și gri închis. Fonta cenușie se obține prin răcire lentă după topire sau încălzire. Producția de fontă cenușie este facilitată și de o creștere a conținutului de carbon și siliciu în compoziția sa.Proprietățile mecanice ale fontei cenușii depind de structura acesteia.
Structura fontei cenușii este:
- grafit de ferită,
- ferită-derlit-grafit și
- perlit-grafit.
Dacă fonta cenușie se răcește rapid după topire, devine albită, adică devine foarte fragilă și tare. Fonta cenușie funcționează de câteva ori mai bine la compresie decât la tensiune.
Fonta cenușie sudează destul de bine cu utilizarea preîncălzirii și ca material de umplere a tijelor speciale din fontă cu un conținut ridicat de carbon și siliciu. Sudarea fără preîncălzire este dificilă din cauza albirii fontei în zonele de sudură.
fontă albă
Fonta albă este folosită în inginerie mecanică în cantități mult mai mici decât fonta gri. Este un aliaj de fier și carbon, în care carbonul este sub formă component chimic cu fier. Fonta albă este foarte fragilă și dură. Nu poate fi prelucrat cu scule așchietoare și este folosit pentru turnarea pieselor care nu necesită prelucrare sau este supus șlefuirii cu roți abrazive. În inginerie mecanică se folosește fonta albă, atât obișnuită, cât și aliată.Sudarea fontei albe este foarte dificilă din cauza formării de fisuri în timpul încălzirii și răcirii, precum și din cauza eterogenității structurii formate la locul de sudare.
fier maleabil
Fonta ductilă este obținută de obicei din turnările din fontă albă prin languizare pe termen lung în cuptoare la o temperatură de 800-950 ° C. Există două moduri de a obține fontă ductilă: americană și europeană.Prin metoda americană, languirea se realizează în nisip la o temperatură de 800-850°C. În acest caz, carbonul dintr-o stare legată chimic trece în stare liberă sub formă de grafit, situat între boabele de fier pur. Fonta capătă vâscozitate, motiv pentru care este numită maleabilă.
Cu metoda europeană, piesele turnate sunt lăsate în minereu de fier la o temperatură de 850-950 °. În același timp, carbonul din stare legată chimic de la suprafața pieselor turnate trece în minereu de fier și în acest fel suprafața pieselor turnate este decarburată și devine moale, motiv pentru care fonta este numită maleabilă, deși miezul rămâne fragil. .
În denumirile calităților de fontă ductilă, după litere, se scrie un număr care arată valoarea medie a rezistenței la rupere la rupere în kg / mm2, iar apoi un număr care arată alungirea în%.
De exemplu, KCh37-12 desemnează fontă maleabilă, cu o rezistență la tracțiune de 37 kg/mm2 și o alungire de 12%.
Sudarea fierului maleabil este dificilă din cauza albirii fierului în zona de sudare.
fontă modificată
Fonta modificată diferă de fonta cenușie obișnuită prin faptul că conține mai mult carbon sub formă de grafit decât fonta cenușie.Modificarea constă în faptul că în timpul topirii fontei, metalului lichid se adaugă o anumită cantitate de aditivi, care contribuie la eliberarea carbonului sub formă de grafit în timpul solidificării și răcirii. Acest proces de modificare, cu aceeași compoziție chimică a fontei, crește semnificativ proprietăți mecanice fontă și este foarte importantă. Desemnarea calităților de fontă modificată este similară cu desemnarea calităților de fontă gri.
Fonta este cel mai comun material de turnare neductil fier-carbon, care conține peste 2% carbon, până la 4,5% siliciu, până la 1,5% mangan, până la 1,8% fosfor și până la 0,08% sulf. În practică se folosesc fonte care conţin 3÷3,5% carbon.
Fonta are proprietăți ridicate de turnare, deci este utilizată pe scară largă în turnătorie ca material de construcție. Este bine prelucrat prin tăiere. Lagărele lipite sunt fabricate din fontă, care are un coeficient de frecare scăzut. Fonta prelucrată special (de înaltă rezistență) din punct de vedere calitativ concurează cu succes cu oțelul turnat și oțelul forjat.
Rezistența insuficientă și fragilitatea ridicată a fontei se explică prin prezența incluziunilor mari de carbon în ea sub formă de grafit.
Introducerea unei cantități mici de magneziu și ceriu în fierul lichid a schimbat forma grafitului, acesta a devenit sferic. Fonta a câștigat putere și și-a pierdut fragilitatea. O astfel de fontă (se numește de înaltă rezistență) în calitatea sa nu este inferioară structurii oteluri carbon. Durabilitatea pieselor din această fontă aproape s-a triplat.
Carbonul din fonte poate fi sub formă de compus chimic - cementit (asemenea fonte se numesc albe) sau parțial sau complet în stare liberă sub formă de grafit - (astfel de fonte se numesc gri).
Fontele constau dintr-o baza metalica (perlita, ferita) si incluziuni nemetalice grafit. Ele diferă în principal sub formă de incluziuni de grafit. Fonta albă este de utilizare limitată. Unele piese turnate care necesită duritate crescută a stratului de suprafață sunt realizate din fier răcit. Stratul său de suprafață este format din fontă albă, iar miezul este din gri. Mărimea și duritatea stratului răcit este controlată prin modificarea compoziției chimice a fontei și a vitezei de solidificare a turnării.
Fontă gri
Fonta cenușie este utilizată pe scară largă în inginerie mecanică. Și-a primit numele de la culoarea gri a fracturii, datorită prezenței carbonului liber sub formă de grafit în structura din fontă. După tipul de bază metalică, fontele cenușii sunt perlitice, perlitic-feritice și feritice.
Tabelul 1. Fonta cenușie, principalele lor proprietăți și aplicații
| marca | σ în MPa | HB | Proprietăți și aplicație |
| SC10 | 275 | 139-274 | Piese turnate cu responsabilitate redusă cu o grosime a peretelui de până la 15 mm (carcase, capace, carcase etc.), piese pentru care caracteristică de rezistență opțional - baloane, fitinguri, rame, tigăi, detalii decorative, coloane masive de construcție, plăci de fundație |
| MF15 | 314 | 160-224 | Piese turnate cu responsabilitate redusă, cu grosimea peretelui de 10 - 30 mm (țevi, corpuri de supape, supape la o presiune de până la 20 MPa etc.), părți de caroserie puțin încărcate, plăci submotor, pârghii, scripete, volante, containere pentru ulei și lichid de răcire, carcase de filtre, flanșe, capace, pinioane de lanț |
| MF18 | 354 | 167-224 | Piese turnate responsabile cu o grosime a peretelui de 10 - 20 mm (scripeți, roți dințate, paturi, etriere etc.) |
| MF20 | 397 | 167-236 | Piese turnate critice cu grosimea peretelui de până la 30 mm (blocuri, pistoane, tamburi de frână, cărucioare etc.), pentru fabricarea pieselor de bază ale corpului cu rezistență sporită și rezistență la uzură, piese care necesită etanșeitate la presiuni de până la 8 MPa (80 kgf/cm 2), carcase, cutii de viteze, suporturi, balansoare, plăci frontale, manșoane, cărucioare, cilindri, pompe, bobine, fitinguri, compresoare |
| MF25 | 450 | 176-245 | Piese turnate critice cu o grosime a peretelui de până la 40 mm (matrite frigorifice, segmente de piston etc.), pentru fabricarea de părți de bază ale corpului cu rezistență crescută și rezistență la uzură, piese care sunt supuse unor cerințe sporite de etanșeitate |
| SC3O | 490 | 177-250 | Piese turnate responsabile cu grosimea peretelui de până la 60 mm (pistoane, căptușeli diesel, rame, matrițe etc.), pentru fabricarea consolelor, meselor glisante și etrierelor, piese cu întărirea suprafeţei, cilindri, carcase pompe, motoare diesel și motoare cu ardere internă, segmente de piston, arbori cotit și arbori cu came |
| MF35 MF45 | 540 | 193-264 | Piese turnate responsabile cu sarcină mare, cu o grosime a peretelui de până la 100 mm (arborii cotiți mici, piese motoare cu aburi etc.) piese, pentru fabricarea cărora există cerințe de etanșeitate la o presiune mai mare de 8 MPa |
Grafitul are proprietăți mecanice scăzute. Încalcă integritatea bazei metalice. Situat între granulele bazei metalice, grafitul slăbește legătura dintre ele. Prin urmare, fonta cenușie are o rezistență scăzută la tracțiune și o ductilitate și duritate foarte scăzute. Cu cât incluziunile de grafit sunt mai mari și mai drepte, cu atât sunt mai proaste proprietățile mecanice ale fontei. Duritatea fontei cenușii, precum și rezistența acesteia la compresiune, sunt apropiate de cele ale oțelului, care are aceeași structură ca și baza metalică a fontei.
Grafitul are, de asemenea, un efect pozitiv asupra proprietăților fontei, în special, îi crește rezistența la uzură, acționând în mod similar cu lubrifierea, crește prelucrabilitatea, deoarece face așchiile casante, ajută la atenuarea vibrațiilor produsului și reduce contracția la fabricarea pieselor turnate. .
Proprietățile mecanice ale fontei cenușii pot fi îmbunătățite prin distribuirea uniformă a grafitului lamelar fin în turnare. Acest lucru se realizează prin prelucrare - modificare specială, atunci când aditivii sunt introduși în fierul lichid înainte de turnare, care formează centre adiționale de grafitizare, rezultând grafit lamelar fin. Fonta cu astfel de grafit se numește modificat. Diferă de fonta cenușie obișnuită printr-o rezistență mai mare la tracțiune, cu toate acestea, ductilitatea și duritatea sa nu se îmbunătățesc în timpul modificării.
Conform GOST 1412-85, literele SCh din denumirea clasei de fontă înseamnă - fontă gri. Cifra cu două cifre corespunde rezistenței la tracțiune σ în MPa. Standardul normalizează rezistența la tracțiune a fontelor cenușii σ în = 274 ÷ 637 MPa, duritatea - 143 ÷ 637 HB și compoziția chimică.
Principalele proprietăți ale fontei cenușii și aplicarea acesteia sunt prezentate în tabelul 1.
Fontă de înaltă rezistență cu grafit nodular
Fonta ductilă se obține prin introducerea magneziului (până la 0,9%) și a ceriului (până la 0,05%) în fontă cenușie lichidă înainte de a o turna în matrițe. Partea principală a acestor modificatori se evaporă, oxidează și trece în zgură, astfel încât nu mai mult de 0,01% din aceste elemente se găsesc în metalul solid. Magneziul și ceriul elimină activ sulful din fontă. Dar rolul lor principal este de a schimba forma fulgi-lamelară a grafitului în sferică. După modificarea fontei cu magneziu sau ceriu, în oală se adaugă 75% ferosiliciu (aliaj fier-siliciu). Spre deosebire de fierul cenușiu modificat, fierul ductil are un conținut mai mare de carbon și siliciu și un conținut mai mic de mangan.
Baza metalica a fontului ductil este formata din ferita si perlita sau numai perlita. Această fontă combină proprietățile valoroase ale oțelului și fontei. Are o rezistență relativ mare, cu ductilitate și duritate suficiente. Fonta ductilă înlocuiește cu succes piesele turnate din oțel și chiar piesele forjate din oțel, ceea ce oferă un excelent efect economic. Produsele din fontă ductilă datorită rezistenței crescute la uzură pot funcționa în condiții de frecare. Fonta ductilă își păstrează rezistența atunci când este încălzită mai bine decât fonta gri, astfel încât poate fi folosită la temperaturi de până la 400°C (fonta cenușie poate rezista la temperaturi de până la 250°C).
GOST 7293-85 normalizează rezistența la tracțiune σ în, limita de curgere σ t, alungirea relativă δ și duritatea HB a fontelor ductile. Cerințele pentru turnarea din aceste fonte sunt stabilite prin documentație normativă și tehnică. Principiul de marcare a fontelor ductile (HF) diferă de marcarea fontelor cenușii. Denumirea mărcii lor include două numere - primul indică rezistența la tracțiune, al doilea - alungirea relativă. De exemplu, calitatea fontei VCh 42-12 înseamnă că această fontă are o rezistență la rupere σ in = 412 N / mm 2 (42 kgf / mm 2) și o alungire relativă δ = 12%.
Standardul prevede 10 grade de fiare ductile: VCh 38-17, VCh 42-12, VCh 45-5, VCh 50-7, VCh 50-2, VCh 602, VCh 70-2, VCh 80-2, VCh 100 -2, HF 120-2. Standardul sau cartea de referință oferă informații suplimentare despre această fontă: limită de curgere σ t \u003d 274 N / mm 2 (28 kgf / mm 2), duritate-140 ÷ 200 HB.
Fiarele ductile sunt folosite pentru fabricarea multor piese (inclusiv cele modelate) care au fost anterior fabricate din oțel, părți de bază și de corp cu rezistență crescută (corpuri și paturi de mașini, plăci frontale mari, manșoane, cărucioare, cilindri, console, roți dințate, ghidaje aeriene ale mașinii). scule și piesele întărite la suprafață). Ele înlocuiesc oțelurile 20L, 25L, ZOL și 35L.
Fier ductil
În structura fierului ductil, grafitul are o formă fulgioasă. Un astfel de grafit se numește carbon de recoacere. În comparație cu fonta cenușie, fonta maleabilă are rezistență, ductilitate și duritate mai mari. Și-a primit numele pentru că are plasticitate crescută. Fonta nu este supusă forjarii în sensul direct al cuvântului.
Procesul de obținere a pieselor turnate din fontă ductilă cuprinde două etape: producerea pieselor turnate modelate din fontă albă și recoacerea pieselor turnate rezultate în vederea grafitizării cementitei. În timpul recoacerii, cementitul de fontă albă se descompune pentru a forma grafit floculant. Ca rezultat, piese turnate fragile și dure devin ductile și mai moi. În funcție de condițiile și modul de recoacere, structura fontei poate avea o bază metalică feritică (F), perlitică (P) și feritic-perlitică. Cea mai utilizată fontă maleabilă feritică ductilă. Recoacerea fontei maleabile este un proces foarte îndelungat, care durează 70-80 de ore, dar poate fi accelerată prin călirea pieselor turnate din fontă albă înainte de grafitizare, precum și prin modificarea fontei cu aluminiu, bor, bismut sau titan. Există și alte modalități de a accelera procesul de recoacere. Utilizarea acestor metode face posibilă reducerea timpului de recoacere la 35-40 h.
Masa 2. Fonte maleabile, principalele lor proprietăți și aplicații
| marca | HB | Proprietăți și aplicație |
| KCh 35-10 KCh37-12 | 160 | Fonta de calitate feritică este utilizată pentru producția de piese, operate sub sarcini dinamice și statice mari (carterele, cutii de viteze, butuci, cârlige, console, axe spate, suporturi) |
| KCH 30-6 | 160 | Pentru fabricarea pieselor mai puțin critice (cleme, piulițe, supape, piese de mașini agricole, tobe de eșapament, flanșe, cuplaje, piese de frână, pedale, chei, blocuri, console) |
| KCH 45-7 | 203 | Tipurile de fontă perlitică maleabilă au rezistență ridicată, plasticitate moderată și proprietăți antifricțiune bune. De la ei primesc furci de arbori cardanici, angrenaje, roți melcate, pistoane, rulmenți, verigi și role ale lanțurilor transportoare, bucșe, ambreiaje, plăcuțe de frână, arbori cotiți |
| KCh 50-5 | 226 | |
| KCh 55-4 | 236 | |
| KCh 60-3 | 264 | |
| KCH 65-3 | 264 | |
| KCh 70-2 | 280 | |
| KCh 80-1,5 | 314 |
Conform GOST 1215-79 fonta maleabilă este marcată după același principiu ca fonta de înaltă rezistență. De exemplu, fonta de calitate KCh 33-8 înseamnă că această fontă are o rezistență la tracțiune σ in = 32,4 N / mm 2 (33 kgf / mm 2) și o alungire δ = 8%.
Piesele turnate din fontă ductilă pot fi obținute cu o secțiune transversală de până la 55 mm. Cu o secțiune transversală mai mare în miezul pieselor turnate, se formează grafit lamelar, iar fonta devine nepotrivită pentru recoacere. În inginerie mecanică, se folosește mai des fonta ductilă, care se obține cu mai puțin complexe și mai ieftine. procese tehnologice decât procesele de producere a fontei ductile.
Principalele proprietăți ale fierului ductil și aplicarea acesteia sunt prezentate în Tabelul 2.
Fontă aliată
Proprietățile fontei pot fi îmbunătățite prin introducerea elementelor de aliere în topitura acesteia, care au un efect benefic nu numai asupra bazei sale metalice, ci și asupra formei și dimensiunii incluziunilor de grafit, care contribuie la o rafinare semnificativă a structurii fontei. .
Cerințele pentru fontele aliate pentru piese turnate cu rezistență crescută la căldură, rezistență la coroziune, rezistență la uzură sau rezistență la căldură sunt reglementate de GOST 7769-82. Conform elementului principal de aliere, fontele cu proprietăți speciale sunt împărțite în cinci tipuri: crom, siliciu, aluminiu, mangan și nichel, fonta aliată este marcată după același principiu ca fonta de înaltă rezistență. Litera Ch înseamnă fontă, litera Sh este o formă sferică de grafit, literele alfabetului rus corespunzând aliajului elemente chimice, iar cifrele de după litere înseamnă conținutul aproximativ al elementelor de aliere în procente întregi. De exemplu, fonta de calitate ChKh16 înseamnă că această fontă aliată conține 16% crom.
Principalele proprietăți ale fontei aliaje și aplicarea acesteia sunt prezentate în Tabelul 3.
Tabelul 3 Fonte din aliaje, principalele lor proprietăți și aplicații
| marca | σ in, MPa | σu, MPa | HB | Proprietăți și aplicație | |||||
| CH1 | 170 | 350 | 203h | Rezistență crescută la coroziune în medii cu gaz, aer și alcaline în condiții de frecare și uzură, rezistent la căldură în aer, rezistă la temperaturi de până la 773 K (500°C). Conceput pentru fabricarea plăcilor frigorifice pentru furnale, mașini de sinterizare cu grătar, piese de echipamente de cocs, retorte cu disulfură de carbon, piese de motoare și compresoare cu turbine cu gaz, arzătoare, matrițe, matrițe de sticlă, colectoare de evacuare diesel | |||||
| CH2 CH3 | 150 | 310 | 223h | Rezistență la căldură în aer - până la 873 K (600 ° C), pentru fontă ChKh2 și fontă ChX3 - până la 973 K (700 ° C); aceste fonte sunt utilizate pentru producerea grinzilor de grătar pentru grinzi de vatră ale mașinilor de sinterizare, părți ale aparatelor de contact ale echipamentelor chimice, grătare de cuptoare tubulare ale rafinăriilor de petrol, părți de turbocompresoare, mașini de sticlă și cuptoare termice, electrolizoare, plăci de acoperire etc. . | |||||
| CHZT | 200 | 400 | 440h | Posedă o fermitate sporită împotriva uzurii abrazive și a uzurii; utilizat pentru fabricarea pieselor de mașini hidraulice care pompează amestecuri abrazive și căptușeala (căptușeala interioară) a conductelor de praf | |||||
| ChKh9N5 ChX16M2 | 350h | 490h | 700h | Rezistența ridicată a acestor fonte împotriva uzurii abrazive și abraziunii a făcut posibilă utilizarea lor la fabricarea pieselor de măcinat pentru morile de măcinat cărbune și minereu, oale aruncătoare de nisip și împușcatoare. | |||||
| XX16 | 350 | 700 | 390h | Rezistent la căldură în aer, rezistă la temperaturi de până la 1173 K (900°C), rezistent la uzură la temperaturi normale și ridicate, rezistent la concentrații mari de acizi anorganici. Fabricarea de fitinguri pentru inginerie chimică, fitinguri pentru cuptoare, piese de cuptoare de ciment | |||||
| CHX22 CHH28D2 | 290h | 540h | 390h | Foarte rezistente la abraziune și abraziune, acestea sunt, prin urmare, utilizate pentru producția de echipamente de șlefuit, ecrane și glisiere, mașini de sinterizare, camere de sablare cu nisip și granulație care funcționează la temperaturi ridicate; în plus, inserțiile sunt realizate din astfel de fonte pentru barele de armare ale zonei secundare de răcire a instalațiilor de turnare continuă, părți de mori de măcinat cărbune și minereu, oale, aruncătoare de nisip și împușcatoare. | |||||
| ChH22S | 290 | 540 | 333h | Rezistență crescută la coroziune la temperaturi de până la 1273 K (1000°C) în cazul utilizării acestuia în medii cu gaze praf, rezistență ridicată la acid și rezistență la coroziune intergranulară; din ea sunt realizate piese care nu sunt expuse permanent si sarcini variabile, părți de echipamente care funcționează sub acțiunea acizilor azotic și fosforic concentrați, echipamente de cuptor | |||||
| CH28 CH34 | 290h | 560h | 245h | Rezistență ridicată la coroziune în soluții de acizi (nitric, sulfuric, fosforic, clorhidric, acetic, lactic etc.), alcaline și săruri (nitrat de amoniu, sulfat de amoniu, înălbitor, clorură ferică, salpetru); precum și în gazele care conțin sulf sau SO 2 , H 2 O, rezistente la căldură, rezistă la temperaturi de până la 1373 ÷ 1423 K (1100 ÷ 1150 ° C), rezistă bine la uzura abrazivă; produc piese care funcționează la sarcini mecanice scăzute în medii SO 2 și SO3, în alcalii de concentrație mare, acid azotic, soluții și săruri topite la temperaturi de până la 1273 K (1000 ° C), părți ale pompelor centrifuge, fitinguri pentru cuptoare, retorte pentru cementare, duze pentru arzător, cilindri, carcase pentru bobine, creste cuptoarelor de prăjire cu pirit, duze pentru mașini de sablare, precum și ca și alte părți, supuse la abraziune | |||||
| CHH28P | 200 | 400 | 245h | Rezistenta dupa recoacerea oxidativa in topiturile de zinc la temperaturi de pana la 823 K (550°C), din aceasta se obtin parti din perechile de frecare care functioneaza in topitura de zinc a unitatilor de zincare continua la cald. | |||||
| ChS5 ChS5Sh | 150h | 290 | 140h | Rezistenta la caldura in gazele de ardere si aer, rezista la temperaturi de pana la 973 ÷ 1073 K (700 si 800°C); fonta de calitate ChS5 este utilizată pentru a face bare de grătar, plăci blindate pentru cuptoare utilizate în industria cimentului, retorte cu disulfură de carbon, iar fonta de calitate ChS5Sh este utilizată pentru a face fitinguri pentru cuptoare pentru cazane, părți ale supraîncălzitoarelor de cazane, duze de gaz, plăci de vatră de cuptoare termice | |||||
| ChS13 ChS15 ChS17 | 100h | 210h | 294 ore | Rezistență ridicată la coroziune a fontei la temperaturi de până la 473 K (200°C), rezistentă la acizi concentrați și diluați, soluții alcaline, săruri (cu excepția compușilor fluorhidric și fluor), nu permit schimbări bruște, precum și sarcini de șoc și scade temperatura; produc piese turnate de o configurație simplă, părți ale pompelor centrifuge și cu piston, compresoare și fitinguri de conducte, țevi, fitinguri pentru fitinguri de conducte, schimbătoare de căldură și alte părți ale echipamentelor chimice | |||||
| ChS15M4 ChS17MZ | 60 | 140h | 390h | Rezistență ridicată la coroziune a fontei la acizi sulfuric, azotic și clorhidric de diferite concentrații și temperaturi, soluții apoase de alcaline și săruri la diferențe locale de temperatură de până la 30 K în masa piesei în absența sarcinilor dinamice, variabile și pulsatorii. Ele sunt folosite în aceleași scopuri ca și fontele din clasele de mai sus. |
|||||
| CHYUKHSH CHYU7X2 | 390h | 240h | 236 ore | Fonte rezistente la căldură în aer, rezistă la temperaturi de până la 923 și 1023 K (650 și 750 ° C), rezistente la abraziune; fonta marca CHYUKHSH este folosită la fabricarea matrițelor pentru producția de sticlă, piese de echipamente pentru cuptor, role standuri de finisare laminoare de tablă, din fontă marca ChYu7Kh2 - detalii despre armăturile pentru cuptor | |||||
| 6S5 | 120 | 240 | 236 ore | Fontă termorezistentă în aer, rezistă la temperaturi de până la 1023 K (750°C), rezistentă la coroziune într-un mediu care conține compuși de sulf, rezistentă la schimbări bruște de temperatură; recomandat pentru producerea de piese turnate care funcționează la temperaturi de până la 1073 K (800 ° C) | |||||
| ChYu22Sh | 290 | 490 | 235h | Rezistent la căldură într-un mediu care conține sulf, dioxid de sulf, oxizi de vanadiu și vapori de apă, rezistent la căldură în aer la temperaturi de până la 1373 K, caracterizat prin rezistență ridicată la temperaturi normale și ridicate; concepute pentru fabricarea de fitinguri pentru cazane, supraîncălzitoare, cuptoare de pirit, cuptoare cu inele de încălzire, mașini de sinterizare cu grătar | |||||
| CHJ30 | 200 | 350 | 356 h | Fontă termorezistentă în aer, rezistă la temperaturi de până la 1373 K. (1100 ° C), rezistentă la uzură; această fontă este folosită pentru a produce piese pentru cuptoare de pirit | |||||
| ChG6SZSh ChG7X4 | 496 h | 680h | 490h | Rezistență ridicată la medii abrazive și împotriva abraziunii în conducte de praf și șlam, mori etc., părți ale echipamentelor și pompelor de măcinat, căptușeli de mori, camere de împușcare și sablare. | |||||
| ChG8DZ | 150 | 330 | 176h | Fontă nemagnetică rezistentă la uzură, utilizată la temperaturi ridicate; din acesta sunt realizate părți nemagnetice și părți de frecare de împerechere ale armăturii | |||||
| CHNHT CHNHMD CHN2X | 280h | 430h | 196h | Proprietăți mecanice ridicate, rezistență bună la uzură și coroziune în medii ușor alcaline și gazoase (produse de ardere a combustibilului, oxigen tehnic), precum și într-o soluție apoasă, fonta ChN2X prezintă, în plus, rezistență ridicată la topituri caustice; fonta de calitate CHNHT este destinata fabricarii de uleiuri pentru compresia pistonului si inele raclete ulei, scaune, ghidaje de supape pentru motoare diesel si compresoare cu motoare pe gaz, piese pentru prese de netezire si mori de macinat pentru masini de hartie; Blocuri și chiulase, țevi de eșapament ale motoarelor cu ardere internă, motoare cu abur și turbine, pistoane și căptușele cilindrilor motoarelor cu abur, locomotive diesel și motoare diesel pentru construcții navale, părți de compresoare de motoare cu oxigen și gaz, părțile mașinilor de hârtie sunt turnate din fontă de marca ChNKhMD; Pentru producție se folosește fonta de calitate ChN2X roți dintate tipuri variate, cilindri de motor, discuri abrazive, clapete de accelerație, cilindri de refrigerare și arbori pentru hârtie, carton și uscătoare, matrițe de ștanțare | |||||
| ChNMSh | 490 | 183h | δ = 2, proprietăți mecanice ridicate și rezistență la căldură a fontei la temperaturi de până la 773 K (500°C); utilizate pentru fabricarea capacelor și fundului cilindrilor diesel, capete de piston, uleiuri pentru segmente de piston, cilindri de refrigerare și arbori din hârtie, carton și mașini de uscare | ||||||
| CH4X2 | 290 | 490 | 215h | rezistență ridicată la uzură abrazivă și abraziune; concepute pentru fabricarea de piese rezistente la uzură ale mașinilor care pompează amestecuri abrazive, căptușeli de freză, țevi de praf, role și bile de măcinat, duze, glisiere și ecrane | |||||
| CHN15DZSH, CHN15D7, CHN19HZSH CHN11G7I | 150 | 350 | 120h | Rezistența ridicată la coroziune și eroziune a fontelor în alcaline, soluții de acid slab, acid sulfuric de orice concentrație la temperaturi peste 323 K, în apă de mare, într-un mediu de vapori de apă supraîncălziți, au un coeficient ridicat de dilatare termică, pot fi magnetice la un conținut scăzut de crom, calitățile de fontă ChN19KhZSh și ChN11G7Sh au, în plus, rezistență la temperaturi de până la 873 K (600°C); Calitățile de fontă ChN15DZSh și ChN15D7 sunt utilizate pentru a produce piese pentru pompe, supape și alte echipamente pentru industria de rafinare a petrolului, precum și construcția de supape, piese turnate nemagnetice pentru industria electrică, căptușele de cilindri, capete de piston, scaune de supape și ghidaje de supape. , colectoare de evacuare pentru motoarele cu ardere internă; Calitățile de fontă ChN19KhZSh și ChN11G7Sh sunt utilizate la fabricarea colectoarelor de evacuare, ghidajelor supapelor, carcaselor turbo-încălzitoare pentru turbine cu gaz, capete de piston, carcase de pompe, supape și piese nemagnetice. | |||||
| CHN20D2Sh | 500 | 120h | δ = 25, proprietăți mecanice ridicate la temperaturi de până la 173 K și rezistență mare la impact (cel puțin 3 J/cm2) pe specimene cu crestătură ascuțită, pot fi deformate plastic în stare rece; Este destinat fabricării de pompe și piese de echipamente utilizate în industria de producere a petrolului și de rafinare a petrolului, precum și a pieselor de fitinguri pentru combustibil. |
Carbonul din fontă poate fi sub formă de cementită (Fe3C) sau grafit. Cementitul este de culoare deschisă, are duritate mare și este dificil de prelucrat. Grafitul, dimpotrivă, este de culoare închisă și destul de moale. În funcție de ce formă de carbon predomină în structură, există: fonte albe, gri, ductile și de înaltă rezistență. Fontele conțin impurități permanente (Si, Mn, S, P), iar în unele cazuri și elemente de aliere (Cr, Ni, V, Al etc.).
fontă albă- un tip de fonta in care carbonul in stare legata este sub forma de cementita, in fractura are culoarea alba si un luciu metalic. Nu există incluziuni vizibile de grafit în structura unei astfel de fonte și doar o mică parte din acesta (0,03-0,30%) este detectată prin metode fine de analiză chimică sau vizual la măriri mari. Piesele turnate din fontă albă au rezistență la uzură, rezistență relativă la căldură și rezistență la coroziune. Rezistența fontei albe scade și duritatea crește odată cu creșterea conținutului de carbon.
Fonta albă este foarte dură, aproape imposibil de prelucrat și, prin urmare, nu este folosită pentru fabricarea pieselor, ci este folosită pentru transformarea în oțel și pentru fabricarea pieselor din fontă ductilă. O astfel de fontă se mai numește și fontă.
Fontă cenușie- un aliaj de fier, siliciu (de la 1,2-3,5%) și carbon, care conține și impurități permanente Mn, P, S. În structura unor astfel de fonte, majoritatea sau tot carbonul este sub formă de grafit lamelar. Ruptura unei astfel de fonti din cauza prezenței grafitului are o culoare gri. Un tip separat (grup de calități) de fontă cenușie este fonta ductilă cu grafit globular (sferic), care se realizează prin modificarea acestuia cu magneziu (Mg), ceriu (Ce) sau alte elemente.
Fonta cenușie se caracterizează prin proprietăți ridicate de turnare (temperatura scăzută de cristalizare, fluiditate în stare lichidă, contracție scăzută) și servește ca material principal de turnare. Este utilizat pe scară largă în inginerie mecanică pentru mașini de turnare și cadre pentru mecanisme, pistoane și cilindri.
fragilitatea ridicată inerentă fonta cenușie datorită prezenței grafitului în structura lor, face imposibilă utilizarea lor pentru piesele care lucrează în principal „în tensiune” sau „în îndoire”; fontele se folosesc numai atunci când se lucrează „în compresie”.
Fonta cenușie este marcată cu literele СЧ, după care este indicată valoarea garantată a rezistenței la tracțiune în kg / mm², de exemplu СЧ30. Fiarele ductile sunt marcate cu literele HF , după care se indică rezistența și, printr-o liniuță, alungirea relativă în procente, de exemplu VCh60-2.
fier maleabil- denumirea condiționată de fontă moale și ductilă, obținută din fontă albă prin turnare și tratament termic suplimentar. Se folosește recoacere pe termen lung, care are ca rezultat descompunerea cementitei cu formarea de grafit, adică procesul de grafitizare, și de aceea o astfel de recoacere se numește grafitizare.
Fonta ductilă, ca și fonta cenușie, constă dintr-o bază de oțel și conține carbon sub formă de grafit, dar incluziunile de grafit din fonta ductilă sunt diferite de cele din fonta cenușie obișnuită. Diferența este că incluziunile de grafit în fonta maleabilă sunt sub formă de fulgi, care se formează în timpul recoacerii și sunt izolate unele de altele, drept urmare baza metalică este mai puțin separată, iar fonta are o oarecare duritate. și ductilitate. Din cauza formei sale fulgioase și a metodei de preparare (recoace), grafitul din fontă ductilă este adesea denumit carbon recoapt. Fonta maleabilă și-a primit numele de la ductilitatea și duritatea crescută (deși nu este supusă unui tratament sub presiune).
Fonta ductilă are o rezistență ridicată la tracțiune și o rezistență ridicată la impact. Piesele de formă complexă sunt fabricate din fontă ductilă: carcase de punte din spate ale mașinilor, plăcuțe de frână, teuri, pătrate etc.
Fonta ductilă este marcată cu două litere și două cifre, de exemplu KCh 370-12. Literele KCh înseamnă fontă ductilă, primul număr este rezistența la rupere (în MPa) la rupere, al doilea număr este alungirea relativă (în procente), care caracterizează ductilitatea fontei.
Fier ductil- fontă, având incluziuni de grafit sferoidal. Grafitul sferoidal are un raport mai mic dintre suprafața și volumul, ceea ce determină cea mai mare continuitate a bazei metalice și, prin urmare, rezistența fontei.
Fonta ductilă este folosită cel mai adesea pentru fabricarea de produse critice în inginerie mecanică, precum și pentru producția de țevi de înaltă rezistență (alimentare cu apă, canalizare, conducte de gaz și petrol). Produsele și țevile din fontă ductilă se caracterizează prin rezistență ridicată, durabilitate și proprietăți de înaltă performanță.