Știința materialelor din fontă
Termenul de fontă se referă la o familie de aliaje de fier compuse din fier, carbon (cu o proporție de 2,1 până la aproximativ 4,5 %) și siliciu (până la 3,5 %). Adaosul de carbon scade punctul de topire al metalului și îl face mai fluid, conferindu-i caracteristici de turnare excelente și permițând producția de piese cu forme complexe la costuri mai mici.
În cazul în care carbonul este prezent în fontă sub formă de grafit, aceasta este denumită fontă cenușie, care este utilizată în principal în domeniul prelucrării mecanice.
Informații suplimentare privind materialele de turnare
În mod obișnuit, se face distincția între fonta cenușie, care are un aspect gri la rupere, și fonta cu ochi negri, care are un aspect albicios la rupere.
Datorită capacității sale excelente de turnare, fonta albă este adesea utilizată pentru producția de obiecte masive (radiatoare, sobe, nicovale etc.) sau obiecte de artă.
În domeniul prelucrării, fonta cenușie este utilizată în principal datorită ușurinței sale de prelucrare și a costurilor de producție mai mici comparativ cu alte aliaje de fontă.
Contrar părerii populare, fonta nu este mai grea decât oțelul. Are chiar o densitate ușor mai mică.
Definiția fontei
Fonta este un aliaj fier-carbon cu un conținut de carbon de peste 2% și alte componente de aliaj, cum ar fi siliciul. Fonta este topită și turnată în cuptoare cu creuzet sau cuptoare electrice, folosind fier brut, materiale de circuit sau materiale reciclate. Din grupa de fontă cenușie face parte fonta cu grafit lamelar și fonta cu grafit sferoidal.
Fonta cu grafit lamelar, cunoscută și sub denumirea de GJL, este cea mai frecvent utilizată în industrie. În acest caz, carbonul liber este prezent în principal sub formă lamelară. Fonta cu grafit lamelar este cunoscută și sub denumirea de fontă cenușie.
În fonta cu grafit sferoidal (cunoscută și sub denumirea de GJS), grafitul este încorporat în masa metalică de bază sub formă de sfere. Forma sferică previne vârfurile de tensiune care apar pe lamelele de grafit.
Proprietățile fontei
- rezistență la coroziune
- prelucrabilitate bună
- capacitate de amortizare a vibrațiilor
- rezistență la temperatură
- stabilitate dimensională bună
- rezistență la uzură
- conductivitate termică bună
- capacitate de turnare bună
Proprietățile speciale ale fontei sunt responsabile pentru utilizarea sa continuă într-o mare varietate de domenii.
Rezistență la coroziune – de ce este fonta rezistentă la coroziune?
Piesele din fontă cu o suprafață de turnare intactă prezintă o bună rezistență la coroziune, care poate fi sporită suplimentar prin alierea cu siliciu, crom și nichel sau printr-un strat de vopsire ori acoperire de protecție.
Rezistență la uzură – de ce are fonta o rezistență ridicată la uzură?
Lamelele formează o ramificare tridimensională în fontă și asigură astfel o ductilitate foarte scăzută pe de o parte și o rezistență ridicată la uzură pe de altă parte.
Clasificarea fontei cenușii
- Fontă cu grafit lamelar (GJL): EN-GJL-200, EN-GJL-250, EN-GJL-300
- Fontă cu grafit sferoidal (GJS): EN-GJS-400
| Clasificare | Prezentare generală | Exemple de produse |
|---|---|---|
| Fontă cu grafit lamelar (GJL) | RO-GJL-200 | |
| RO-GJL-250 | ||
| RO-GJL-300 | ||
| Fontă cu grafit sferoidal (GJS) | RO-GJS-400 |
Domenii de utilizare pentru fontă
Fonta cenușie are proprietăți excelente de turnare și este foarte economică. Toate aceste proprietăți pozitive asigură utilizarea fontei în cele mai diferite ramuri industriale. Pe lângă construcția clasică de dispozitive, fonta este utilizată în sectorul auto și în fabricarea unor geometrii complexe.
În secțiunile următoare sunt prezentate proprietățile care permit utilizarea în anumite domenii de utilizare.
Fonta în construcția de dispozitive
Cele mai importante proprietăți necesare pentru prelucrarea fontei sunt:
- capacitate mare de amortizare
- rezistență ridicată la coroziune
- absorbția zgomotului
- rigiditate ridicată
Aceste proprietăți fac din fonta cenușie materialul ideal ca element de bază în construcția de dispozitive.
Elementele de bază norelem:
Fierul turnat în industria auto
Datorită fabricării simple și necostisitoare, fonta este utilizată într-o gamă largă de aplicații industriale. Aproximativ jumătate din fonta produsă este utilizată în industria auto, de exemplu în:
- arbori cotiți
- arbori cu came
- brațe oscilante
- etriere de frână
- butuci de roată
Componentele din fontă sunt consacrate în industria auto datorită performanțelor lor excepționale. Proprietățile speciale de amortizare a vibrațiilor și stabilitatea dimensională foarte bună au un efect pozitiv asupra utilizării în industria auto.
Fontă pentru componente cu geometrie complexă
- Datorită capacității sale de turnare, fonta este ideală pentru fabricarea componentelor cu geometrii foarte complexe. De la componente delicate, cu pereți subțiri până la piese complexe care cântăresc câteva tone. Geometrii extrem de complexe cu materiale deosebit de rezistente pot fi produse cu o stabilitate ridicată a procesului.
- Pe lângă formele sale diverse și proprietățile mecanice remarcabile, materialul este complet reutilizabil.