Fonta este un aliaj triplă de fier-carbon-siliciu. Există patru tipuri principale de fontă:
- fontă cenușie;
- fontă albă;
- fontă maleabilă;
- fontă cu grafit nodular.
Compoziția chimică a acestor patru tipuri de fontă este prezentată în tabelul de mai jos.
Tabel - Cele patru tipuri principale de fontă
Fontă cenușie - grafit, fontă albă - cementită
Turnată cenușie eutectică fonta cu grafit format - carbon în acesta este de la substanțial sub formă de grafit, în timp ce se formează turnat alb eutectica fier cementita și carbon este în principal sub formă de cementită Fe3 C.
Efectul siliciului asupra tipului de eutectic din fontă
Adăugarea de siliciu permite formarea grafitului mai ușor, mai ales atunci când se formează direct din faza lichidă. Este posibil să fie mai corect să spunem că adăugarea de siliciu face ca formarea Fe3C cementite să fie mai dificilă.
Figura 1 prezintă modul în care siliciu reduce temperatura eutectica de austenita-cementita și în același timp, ridică temperatura eutectica de austenita-grafit.
Figura 1 - Modificarea temperaturilor eutectice ale grafitului și cementitei Fe3C
cu o creștere a conținutului de siliciu din fontă de la 0 la 2%
Concurența dintre grafit și cementită
Între cele două tipuri de eutectici există un fel de concurență, dar care este formată prima. Această competiție include trei factori importanți:
1) Ambele tipuri de eutectici înainte de formarea eutecticului necesită o subrălare sub temperaturile lor eutectice, care sunt prezentate în figura 1.
2) Mărimea subcoolării crește odată cu creșterea vitezei de răcire.
3) Magnitudinea pentru formarea austenitei răcirea bruscă-cementita eutectic mai mică decât cea necesară pentru formarea eutectica de austenita-grafit.
Răcire lentă - fontă cenușie
Să presupunem că lichidul interdendritic este răcit la 1130 ° C și nu se formează niciunul din eutectic. Apoi lichidul este răcit cu încă 33 ° C - de la 1163 la 1130 ° С. Această hipotermie este suficientă pentru formarea unui euteric grafit. Pentru formarea unui eutectic cementit, această răcire nu este suficientă, deoarece temperatura lichidului nu a scăzut sub 1120 ° C Prin urmare, în aceste condiții, nu se poate forma un eutectic cementit. Teoretic, supercoolizarea de 33 ° C este suficientă pentru formarea unui eutectic de grafit și, ca urmare a acestui fapt, se obține fontă cenușie.
Răcire rapidă - fontă albă
Imaginați-vă că răcirea același aliaj fier-carbon cu 2% siliciu fiind mai rapid, astfel încât subrăcirea necesară pentru a forma un grafit eutectic crește de la 33 la 53 ° C Aceasta înseamnă că eutectica grafitului nu se va forma până când lichidul interdendritic nu va ajunge la 1110 ° C. Cu toate acestea, la o temperatură de 1110 ° C, lichidul este supracoheat cu 10 ° C a temperaturii eutectice de cementită de 1120 ° C Deoarece formarea unui eutectic de cementită este suficient de mică pentru o supercoolizare mai mică de 10 ° C, acest aliaj se va întări ca un fontă albă.