Fonta este aliaje de fier-carbon care conțin mai mult de 2,12% C și se solidifică prin formarea de eutectici. Datorită combinării proprietăților de turnare ridicată, rezistenței suficiente, rezistenței la uzură și a rentabilității relative, fonta a devenit răspândită în inginerie. Ele sunt utilizate pentru producerea de piese turnate de calitate complexă, în absența unor cerințe rigide pentru dimensiunile și masa pieselor.
În funcție de forma în care este prezent carbonul în aliaje, se disting fonturi albe, gri, de înaltă rezistență, fontă cu grafit vermicular și fontă ductilă. Fiarele turnate de înaltă rezistență și fiarele turnate cu grafit vermicular sunt o varietate de gri, dar datorită proprietăților lor mecanice crescute, ele sunt izolate în grupuri speciale.
Ei au numit fonte albe, în care toate carbonul este legat sub forma de cementita Fe3 C. Datorită cantității mari de cementită au solid (450 ÷ 550 HB), sfărâmicios și nu sunt utilizate pentru producerea de piese de mașini. Utilizarea limitată a făcut aluminiu fontă - piese turnate din fontă cenușie cu un strat de fontă albă sub formă de crustă tare pe suprafață. Dintre acestea se fabrică mori de laminare, pluguri, plăcuțe de frână și alte părți care funcționează sub uzură.
Grilajele din fontă gri, de înaltă rezistență și maleabilă sunt utilizate pe scară largă în industrie, în care tot sau o parte a carbonului este sub formă de grafit. Grafitul oferă duritate redusă, o bună prelucrabilitate prin tăiere, precum și proprietăți antifricțiune ridicate datorită coeficientului scăzut de frecare. În același timp, includerea grafitului reduce rezistența și ductilitatea, deoarece acestea perturbă continuitatea bazei metalice a aliajului. Grilajele din fontă gri, de înaltă rezistență și maleabilă se disting prin condițiile de formare a incluziunilor de grafit și a formei acestora, care reflectă proprietățile lor mecanice, care depind într-o mare măsură de structura substratului metalic. Rezistența, duritatea și rezistența la uzură a fierelor turnate cresc odată cu creșterea cantității de perlit din baza metalică, care în toate privințele este aproape de oțeluri.
Rezistența ridicată se numește fontă, în care grafitul are o formă sferică. Ele sunt obținute prin modificarea cu magneziu, care este introdus în fier lichid într-o cantitate de 0,02 ÷ 0,08%. Fonta după modificare are următoarea compoziție chimică în: 3,0 ÷ 3,6% С; 1, ÷ 2,9% Si; 0,3 ÷ 0,7% Mn; până la 0,02% S și până la 0,1% R. în conformitate cu structura bazei metalice, fonta de înaltă rezistență poate fi ferită sau perlită. Ferita fontă constă în principal din ferită și grafit globular, până la 20% perlit este permisă. Structura de fontă perlită - perlită sorbitolică sau lamelară și grafit globular, este permisă până la 20% din ferită.
Gelul grafit este un concentrator de stres mai puțin puternic decât un grafit laminat, deci reduce mai puțin proprietățile mecanice ale substratului metalic și are o rezistență mai mare și o anumită ductilitate. Marca de fontă de înaltă rezistență este desemnată prin literele HF și numărul, adică rezistența temporară (rezistența la tracțiune), redusă cu un factor de 10 (Tabelul 1.1).
În fontă, cu grafit vermicular, structura se formează prin acțiunea unui modificator complex care conține magneziu și metale pământuri rare. Grafitul dobândește un globular (până la 40%) și vermicular - sub formă de vene fine subțiri - o formă.
După modificare, aceste fier turnate conțin: 3.1 ÷ 3.8% C; 2,0 ÷ 3,0% Si; 1,0% Mn; până la 0,025% S; 0,08% Р.
Fierurile turnate cu grafit vermicular produc patru clase: HVG 30; HGV 35; HVG 40; HHG 45 (Tabelul 1.1). Numărul din marcaj indică o valoare redusă de 10 ori a rezistenței la timp.
Prin proprietățile mecanice, fonta cu grafit vermicular ocupă o poziție intermediară între elementele de turnare gri și de înaltă rezistență. Ele sunt mai puternice decât fiarele din fontă, în special în cazul încărcărilor ciclice. Proprietățile mecanice ale acestor fier turnate depind într-o măsură mai mică de masa turnărilor. Ele au o conductivitate termică bună, care asigură rezistența lor la schimbări termice.
Tabelul 1.1. Proprietăți ale fontei industriale
Kovkimi sunt numite fontă, în care grafitul are o formă de fulgi. Ele sunt obținute prin recoacerea foilor de turnare albe pre-eutectice. Din acest motiv, fiarele din fontă maleabilă din grafit se numesc recoacere de carbon. Astfel de grafit, spre deosebire de lamelar, reduce mai puțin proprietățile mecanice ale substratului metalic, astfel încât fierul ductil, în comparație cu griul, are o rezistență mai mare și o plasticitate.
Conform structurii bazei metalice, care este determinată de regimul de recoacere, fonta ductilă este ferită și perlit. Fonta ductilă este desemnată printr-un index și figurile ulterioare, primul dintre acestea caracterizând rezistența și a doua plasticitate a KCH 30-6, KC 60-3, etc. (Tabelul 1.1).
Fontă aliată. Proprietățile fontei pot fi îmbunătățite prin aliere, adică prin introducerea în componența sa a unor elemente speciale, la fel ca cele utilizate pentru aliajele de oțel. Elementele de aliere afectează baza metalică a fontei, precum și natura și dimensiunile incluziunilor de grafit și contribuie la măcinarea structurii. Scopul fontei aliate este foarte diferit. Fierurile turnate utilizează rezistență la uzură, rezistent la căldură, rezistent la căldură, anti-coroziune, antifricțiune.
Feronerie rezistentă la uzură. Pentru lucrări în condiții de uzură abrazivă se utilizează fontă, conținând 3,5 ÷ 5% Ni; 0,8% Cr. Are rezistență la uzură satisfăcătoare în condiții de funcționare ușoară (piese de lucru ale pompelor etc.). Cast irons pentru utilizarea în condiții de frecare uscată, în principal cu crom aliate (0,6%) și nichel (până la 2,5%), cu adaosuri de elemente, cum ar fi titan, cupru, wolfram, molibden. Din aceste tamburi de frână sunt realizate din mașini fontă, discuri de ambreiaj, etriere strunguri, garnituri cilindru etc. Rezistență ridicată la uzură a ridicat crom fonta, de exemplu, ICHH12GZM de brand (12 ÷ 14% Cr ;. I 2,8 ÷ 3,8% Mn, 0, 4 ÷ 0,8% Mo), utilizat pentru cilindri de concasare, bile de mori de bile etc.
Rezistent la căldură. Acestea includ, de exemplu, nodulară grad de fier CHN11G7H2SH (10 ÷ 12% Ni; 5 ÷ 8% Mn; 1 ÷ 2,5% Cr), care are proprietati rezistente la temperaturi ridicate și sunt utilizate pentru piese de motoare diesel, compresoare de gaz, lichefiere, etc. .
Oțel rezistent la coroziune. Aceste fier turnate sunt de joasă și de înaltă calitate. Slab aliat din fonta, de exemplu, marca CHN1HMD (0,7 ÷ 1,5% Ni; 0,2 ÷ 0,6% Cr; 0,3 ÷ 0,6% Mo; 0,2 ÷ 0,5% Cu) este utilizat pentru piese care lucrează la temperaturi ridicate în medii de gaze (blocuri și capete de cilindri ale motoarelor cu combustie internă etc.). Înalte fontele aliate - este din aliaj silicios (ferrosilidy) conținând 14 ÷ 18% Si (de exemplu, C17 grad) rezistent la toate acizi și baze. Ele sunt utilizate pentru fabricarea de piese de pompe, echipamente care funcționează cu sulfuri concentrate, azot și alți acizi.