Fonta și oțelul

Fonta cenusie, obtinuta prin racier inceata, consta din graunte cristaline de fier pur (numit ferita) si fulgi de grafit. Atat fonta alba, cat si cea cenusie sunt casante, deoarece principalul constituent al primeia, cementitul, este casant iar ultima este slabita de fulgii de grafit distribuiti prin ea si de ferita dura continuta.

Fonta maleabila, care este mai dura si mai putin casanta decat cea alba sau cenusie, se prepara prin tratarea la cald a fontei cenusii cu o compozitie convenabila. In acest tratament, fulgii de grafit se unesc in particule globulare, care, din cauza ariilor sectiunilor traversale mici, slabesc ferita mai putin decat o fac fulgii.

Densitatea celor mai uzuale materiale:

-Fonta bruta alba = 7,6;

-Fonta cenusie turnata in piese Fc = 10 ;

-Fc =15 ;

-Fc20 = 7,2;

-Fonta cu grafit nodular turnata in piese = 7,2;

-Fonta lichida = 7,0.

Fonta bruta contine cca. 4-5% carbon si diverse cantitati de sulf, siliciu si fosfor. Singura ei importanta tehnica este ca pas intermediar de la minereul de fier la otel si fonta de turnata.

Fonta turnata contine 2,11% - 6,67% carbon, 1% - 6% siliciu si mici cantitati de mangan. Proprietatile sale mecanice variaza considerabil in functie de forma sub care apare carbonul in aliaj. Fontele albe contin carbonul sub forma de cementita, ceea ce le face dure, dar fragile. Suprafata de rupere a unei fonte albe prezinta numeroase fatete fine de carburi, de culoare foarte deschisa, argintie, care si dau numele materialului. in fonta cenusie, carbonul se gaseste sub forma libera, de grafit, si are de asemenea proprietati mecanice reduse (desi mai bune decat ale fontelor albe). Variantele mai noi de fonta cenusie, fonta maleabila si fonta modificata contin grafitul sub forma de cristale foarte neregulate (grafit in cuiburi), respectiv sub forma sferoidala (grafit nodular), imbunatatind mult rezistenta si tenacitatea materialului.

Fonte cenusii cu grafit lamelar nemodificate. Fonta cenusie este cel mai ieftin aliaj de turnatorie si in plus are proprietati foarte bune de turnare.

Particularitati structurale. Structura primara se formeaza cu participarea directa a fazeilichide, deci la inceperea solidificarii fontei. La fontele hipoeutectice, intai apar dendrite primare de austenita, apoi celule eutectice care cuprind austenita si grafit sub forma unor agregate policristaline, de forma apropiata de cea sferica.

Fonte cenusii cu grafit lamelar modificate. Se caracterizeaza prin proprietati mecanice ridicate R=250 450 N/mm2 , A=0,8 1,2%, 200 280 HB, compozitia chimica: C= 2,8 3,2%; Si=0,6 2,0%; Mn=o,6 1,2%;P max =0,1%; S max =0,1%; S C =0,75 0,85. Structura este perlitica (100%P), fina si cu grafit lamelar, uniform repartizat. Aceste fonte se obtin in urma unei modificari, ele situandu-se initial in domeniul fontelor albe sau pestrite.

Fonte cu grafit nodular. Particularitati structurale. Grafitul are o forma sferoidala si se prezinta sub mai multe forme: K, L, M, N, P (figura 1.2). Masa metalica de baza a fontelor cu grafit nodular este constituita din ferita si perlita. Astfel, fontele cu grafit nodular pot fi: feritice, ferito-perlitice si perlitice.

Fig.1.2. Forme tipice de grafit in fontele cu grafit nodular

Fonte cu grafit vermicular. Separarile de grafit au un grad de compactitate mai mare decat cele lamelare, dar mai mic decat cele nodulare. Masa metalica este preponderent feritica.

Fonte maleabile. Fontele maleabile pot fi albe, negre sau perlitice. Grafitul se gaseste sub forma de cuiburi, cu un grad de compactitate variabil (figura 1.3). Masa metalica la fontele maleabile negre consta in ferita. Masa metalica este constituita din perlita si ferita in cazul fontelor maleabile perlitice. Fontele maleabile albe au o raspandire redusa.

Compozitia chimica este cuprinsa in limitele: C=2,4 2,9%; Si=0,7 1,5/; Mn=0,3 1,2%; P max =0,18%; S max =0,18%.