Fontă albă: proprietăți, aplicații, structură și caracteristici

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Inițial, tehnologia fontei a fost stăpânită pentru prima dată în China în secolul al X-lea, după care s-a răspândit în alte țări ale lumii. Baza fontei este un aliaj de fier cu carbon și alte componente. O trăsătură distinctivă este că, în compoziția sa, fonta conține mai mult de 2% carbon sub formă de cementită, care nu se găsește în alte metale. Un reprezentant proeminent al acestui aliaj este fonta albă, care este folosită în inginerie mecanică pentru fabricarea pieselor, în industrie și în viața de zi cu zi.

Aspect

Aliajul are o culoare albă la rupere și un luciu metalic caracteristic. Structura fontei albe este cu granulație fină.

Proprietăți

Comparativ cu alte metale, aliajul fier-carbon are următoarele caracteristici și proprietăți:

• fragilitate mare;
• duritate crescută;
• rezistivitate mare;
• proprietăți de turnare scăzute;
• prelucrabilitate redusă;
• rezistență bună la căldură;
• contracție mare (până la 2%) și umplere slabă a mucegaiului;
• rezistență scăzută la impact;
• rezistență mare la uzură.

Masa metalică are o mare rezistență la coroziune în acid clorhidric sau azotic. Dacă există carburi libere în structură, atunci se va produce coroziune atunci când fonta este plasată în acid sulfuric.

Fontele albe, care conțin un procent mai mic de carbon, sunt considerate aliaje mai rezistente la temperaturi ridicate. Datorită rezistenței mecanice și tenacității crescute care apar atunci când sunt expuse la temperaturi ridicate, formarea de fisuri în piese turnate este redusă la minimum.

Compoziție

Aliajul fier-carbon este considerat mai ieftin decât oțelul. Fonta albă conține fier și carbon, care se află într-o stare legată chimic. Excesul de carbon, care nu este prezent în soluția solidă de fier, este conținut în stare combinată sub formă de carburi de fier (cementită), iar în fonta aliată sub formă de carburi speciale.

Vizualizări

În funcție de cantitatea de carbon din fonta albă, acesta este împărțit în următoarele tipuri:

1. Hyotectic reține de la 2,14% la 4,3% carbon și, după răcirea completă, capătă structura perlitului, cementitului secundar și ledeburitului.
2. Eutectic conține 4,3% carbon și are o structură sub forma unui fundal deschis de cementită, care este punctat cu granule închise de perlit.
3. Hyotectic are de la 4,3% la 6,67% carbon în compoziția sa.

Aplicație

Pe baza proprietăților de mai sus,se poate concluziona că nu are sens să se practice prelucrarea termică și mecanică a fontei albe. Aliajul și-a găsit principala aplicație doar sub formă de turnare. În consecință, fonta albă obține cele mai bune proprietăți numai dacă sunt îndeplinite toate condițiile de turnare. Această metodă de prelucrare este utilizată în mod activ dacă este necesar să se producă produse masive care trebuie să aibă o duritate mare a suprafeței.

În plus, fonta albă este recoaptă, rezultând fonte maleabile, care sunt folosite pentru a face piese turnate cu pereți subțiri, de exemplu:

• piese auto;
• produse agricole;
• piese pentru tractoare, combine etc.

Aliajul este, de asemenea, folosit pentru a face plăci cu suprafețe nervurate sau netede și este, de asemenea, utilizat în mod activ în producția de oțel și fier cenușiu.

Folosirea fontei albe în agricultură ca metal structural este destul de limitată. Cel mai adesea, aliajul fier-carbon este folosit pentru fabricarea pieselor pentru mașini hidraulice, aruncătoare de nisip și alte mecanisme care pot funcționa în condiții de uzură abrazivă crescută.

fonte răcite

Acest aliaj este considerat un tip de fontă albă. Este posibil să se realizeze un răcire de 12-30 mm prin răcirea rapidă a suprafeței aliajului fier-carbon. Structura materialului: partea de suprafață este realizată din fontă albă, cenușie în miez. Din acest material sunt realizate roțile, bilele pentru mori, rolele de rulare, care sunt montate înmașini pentru prelucrarea tablei.

Elemente de aliere ale aliajului

Substanțele de aliere introduse special adăugate în compoziția fontei albe pot oferi rezistență și rezistență la uzură mai mari, rezistență la coroziune și rezistență la căldură. În funcție de cantitatea de substanțe adăugate, se disting aceste tipuri de fontă:

• aliaj slab aliat (până la 2,5% substanțe auxiliare);
• aliat mediu (de la 2,5% la 10%);
• foarte aliat (mai mult de 10%).

Elementele de aliere pot fi adăugate aliajului:

• chrome;
• sulf;
• nichel;
• cupru;
• molibden;
• titan;
• vanadiu,
• silicon;
• aluminiu;
• mangan.

Fonta albă aliată are proprietăți îmbunătățite și este adesea folosită pentru turnarea turbinelor, paletelor, mori, pieselor pentru ciment și cuptoare convenționale, palete mașinilor de pompare etc. Aliajul fier-carbon este prelucrat în două cuptoare, ceea ce face ca este posibil să aduceți materialul la o anumită compoziție chimică:

• în cupolă;
• în cuptoarele electrice.

Piesele turnate din fontă albă sunt recoapte în cuptoare pentru a stabiliza dimensiunile necesare și pentru a reduce stresul intern. Temperatura de recoacere poate crește până la 850 de grade. Procesul de încălzire și răcire trebuie făcut lent.

Marcarea sau desemnarea fontei albe cu impuritățiîncepe cu litera H. Ce elemente de aliere se încadrează în compoziția aliajului se poate determina prin literele ulterioare ale marcajului. Denumirea poate conține numere care indică procentul de substanțe suplimentare care se potrivesc în fonta albă. Dacă marcajul conține denumirea Ш, atunci aceasta înseamnă că structura aliajului conține grafit sferic.

Tipuri de recoacere

Pentru formarea fontei albe în industrie, se utilizează răcirea rapidă a aliajului. Astăzi, următoarele tipuri principale de recoacere a aliajelor de carbon sunt utilizate în mod activ:

• recoacerea de înmuiere este folosită în principal pentru creșterea feritei în compoziția de fontă;
• recoace pentru a reduce tensiunile interne și pentru a minimiza transformările de fază;
• coacerea prin grafitizare, rezultând fontă maleabilă;
• normalizare la o temperatură de 850-960 de grade, rezultând grafit și perlit, precum și rezistență și rezistență crescute la uzură.

Informații suplimentare

Până în prezent, s-a dovedit că nu există o relație directă între rezistența la uzură și duritatea unui aliaj de carbon. Doar datorită structurii, și anume aranjarea carburilor și fosfurilor sub formă de grilă obișnuită sau sub formă de incluziuni uniforme, se realizează o rezistență sporită la uzură.

Rezistența fontei albe este cel mai intens afectată de cantitatea de carbon, iar duritatea depinde de carburi. Cea mai mare rezistenţă şi duritate sunt acele fonte careau o structură martensitică.