C:\Users\george\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\UniTBv (1).jpg

Fontealbe

Student: Gheorghe GeorgianaMihalache CristinaFacultate: Profilul: IMAGrupa: 2521 AAnul : III

Cuprins:1.Definitie2.Clasificarea fontelor3.Procesul de uzare4.Particularitatile uzurii abrazive5.Fonte albe din clasa cu crom6.Fonte albe si pestrite din calasa Crom-Nichel7.Fonte albe din clasa Crom-Molibden8.Fonte albe din clasa Crom-Mangan9.Fonte albe aliate cu Vanadiu si Crom-Vanadiu10.Fonte din sistemul Fe-C-V11.Fonte din sistemul Fe-C-Cr-V12.Particularitati ale turanrii in piese a fontelor albe13.Prelucarea fontelor in stare lichida14.Proprietatile de turnare ale fontelor albe15.Prelucrarea pieselor din fonte albe16.Fontele maleabile17.Tratamentul termic

Fonte albe1.Definitie:Fontele sunt aliaje Fe-C al caror continut de carbon este cuprins intre 2,11-6,67% , in practica fiind utilizate de obicei fontele cu continut de carbon intre 2,2-3,8%. Pelanga Fe si C de obicei fontele mai au in compozitie si elemente insotitoare, cele mai frecvente fiind Si,Mn,P.Aceste aliaje au, in general proprietati plastice - deformabilitate foarte slabe si o redusa sudabilitate, rezistenta mecanica mai mica decat otelurile, dar sunt caracterizate printr-o turnabilitate buna temperatura de topire mai scazuta , fluiditate mare, interval de solidficare si implicit tendinta de segregare redusa, contractie mica la solidificare (maxim 2%), precum si capacitate de amortizare a vibratiilor. Ca atare , fontele sunt utilizate cu precadere in constructia de masini pentru piese turnate, chiar pretentioase, ce rezulta la un pret de cost mai redus decat piesele prelucrate prin deformare plastica sau sudare.

2.Clasificarea fontelor:Fonte albe

Fonte cenusii

Fonte maleabile

Fonte modificate

Fonte pestrite

Fontele albe(cementitice) sunt dure, fragile - 350-500HB,Rm=200...400N/mm2 , KCU ~ 0 si neprelucrabilitate prin aschiere.Dintre aceste fonte prezinta interes fontele albe cu o compozitiehipoeutectoida ,precum si obtinerea fontelor maleabile.Sunt fonte de prima fuziune destinate obtinerii otelurilor si fonte de afinare.Avand carbonul legat in compusul Fe3C dur si fragil se utilizeaza rar in turnarea de piese ce trebuie saaibe rezistenta la uzare (bile pentru macinare, blindaje etc.,) sau care se supun ulterior maleabilizarii pentru descompunerea cementitei. Sunt aliaje ce cristalizeaza pe diagrama de echilibru metastabil, analiza transformarilor facandu-se pe curbele de racire prezentate in figure.Dupa continutul in carbon fontele albe sunt hipoeutectice (C< 4,3 %) eutectice (C= 4,3 %) si hipereutectice (C> 4,3 %).

Fontele albe constituie materiale cu o tot mai larga utilizare in constructia de masini si utilaje fiinde prezente in toate ramurile industriale.Fonta alba traditionala caracterizata prin fragilitate si rezistenta mecanica scazuta este tot mai putin uitilzata fiind inlocuita cu noi sortimente de fonte rezistente la uzare, capabile, nu cu mult timp in urma, sa atinga performante nebanuite : tenacitate si plasticitate ,capcitati de deformare la cald, conditiipropice fabricarii sculelor, de durabilitate ridicata in conditii de solicitari statice si dinamice intense etc.Compozitii eutectice si tipuri speciale de carburi determina asocieri neobisnuite de proprieteti mecanice si de exploatare,astfel de fonte albe fiind caracterizate concomitent de valori superioare ale rezistentei,plasticitatii si tenaticetii,pastrand in acelasi timp caracteristicilede baza ale fontelor albe,respectiv duritatea si rezistenta la uzare,dar si acestea mult imbunatatite.Toate aceste performante sunt rezultatul acumularilor de cunostinte privind particularitatile la formarea structurii primare si la transformari in staresolida,preocuparilor pentru dirijarea procesului de cristalizare,indeosebi in ceea ce priveste formarea coloniilor eutectice,tratamentelor aplicate fontelor in stare lichida si solida.Progrese insemnate au fost efectuate si in ceea ce priveste dirijareaprocesului de cistalizare a fontelor albe:tratarea cu ultrasunete sau prelucrarea topirii in cimp electric;modificarea specifica a conditiilor de germinare si crestere indeosebi a carburilor si coloniilor eutectice;solidificarea dirijata a pieselor turnate,toate aceste conducand la realizarea unor performante deosebite.Trebuie amintita de asemenea utilizarea tot mai intensa a laserului, care a depasit faza de folosire numai la prelucrari mecanice,fiind tot mai prezent in procesul de dirijare si schimbare astructurii pieselor turnate.Prelucrarea superficiala cu laser a pieselor din fonta constituie o modalitate rapida si eficienta de obtinere,pe suprafetele active,a unei structuri dure,capabile sa confere pieselor o comportare deosebita in conditii de uzare,fara ca proprietatile materialului din masa piesei sa fie afectate.In acest sens,lasarul este utilizat incepand de la schimbari ale mesei metalice de baza si pana la obtinerea unor retopiri locale,dirijate,respectiv pana la obtinerea unui start superficial de fonta alba,indiferent de natura fontei de baza.3.Procesul de uzare

Uzarea materialelor este o urmsre a procesului de frecare.Dupa terminologia adoptata de I.S.O se deosebesc urmatoarele tipuri de frecare,ca urmare a modului de miscare reciproca acelor doua componente ale cuplei de frecare:1)frecare prin alunecare,cand suprafata primului corp aluneca pe suprafata celui de-al doilea corp;aceasta frecare se produce in planul tangent comun,cu forteal celor doua corpuri in contact,care aluneca sau tind sa alunece unul peste altul;2)frecarea de rostogolire,care este frecarea asociata miscarii de rostogolire a unui corp pe alt corp si care determina un cuplu de sens contrar miscarii sau tendintei de miscare de rostogolire,rezultat din actiunea fortelorde sprijin din suprafata de contact;3)frecarea de rostogolire cu patinare(mixta),care apare ca urmare a faptului ca prcatic frecarea de rostogolire este intotdeauna insotita de o frecare de alunecare.4.Particularitatile uzurii abraziveUzura abraziva constituie o caracteristica principala a exploatarii unui mare numar de instalatii industriale din metalurigia extractiva,industria miniera si a materialelor de constructii,petrolierea,in majoritatea cazurilor aparind insa solicitari complexe.Uzura abraziva este rezultatul urmatoarelor tipuri primare de uzuri:1)uzura de apasare,caracterizata de forta de lucru si sarcini foarte mari,dar cu o frecare redusa;2)uzura de lovire sau impact,la care fortele de lucru foarte mari sunt aplicate brusc si predomina socurile;3)uzura de alunecare,cu forte de lucru mici si mijlocii si socuri mici sau inexistente;4)uzura de macinare,desfasurata prin strivirea materialului de macinat intre suprafetele de frecare,realizata in prezenta unor forte si socuri moderate;5)uzura despargere,cand bulgarii materialului supus macinarii sunt sparti prin lovire si apasarea intre suprafetele in frecare ,cu forte si socuri moderate si mari.

5.Fonte albe din clasa cu cromAlierea cu crom constituie principala posibilitate de marire a rezistentei la uzura,in prezent utilizandu-se fonta alba cu grade diferite de aliere:-fonte albe slab aliate,cu 0,2...2,5% Cr,cu masa metalica perlitica si eutectic de tip ledeburitic;-fonte mediu aliate cu 4...10% Cr,de regula martesitice si eutectic ledeburitic,ce lucreaza in conditii de uzura la temperatura camerei;-fonte inalt aliate cu crom cu 10...36% Cr,impartite la randul lor in mai multe subgrupe,cele mai uzate avand 10...20% Cr,20...30%Cr,32...36%Cr,ce lucreaza in conditii de uzare la temperaturi normsle (sub 20% Cr) sau la solicitari complexe ,cum ar fi uzare-coroziune,uzare-temperaturi ridicate(peste 2-%Cr)

Diagrama Fe-Cr

6.Fonte albe si pestrite din calasa Crom-NichelFontele albe si pestrite din aceasta clasa corespund unor grade slab si mediude aliere,respectiv unei mase metalice de baza perlitice si martensitice,fiind destinate unei mari diversitati de domenii de utilizare de la cilindrii de laminor si pana la piese din industria cimentului,extractiva,miniera.7.Fonte albe din clasa Crom-MolibdenRolul principal al molibdenului in fontele albe il constituie capacitatea sa de a mari calibilitatea acestora.In fontele aliate cu crom,molibdenul manifesta un efect cinetic intens asupra transformarii austenitei in perlita;Mo influenteaza putin asupratemperaturii de incepere a transformarii martensitice,1% Mo micsorand aceasta temperatura cu 7 grade C,stimuland insa transformarea bainitica,care in fontele inalt aliate cu crom fara molibden lipseste la un raport Cr/C~ 5,0.Molibdenul este un element cu actiune particulara,care mareste calibilitatea fontei,riodica duritatea martensitei,fara insa sa influenteze pozitia punctului de incepere a transformarii martensitice.

8.Fonte albe din clasa Crom-ManganManganul actioneaza ca un element de stabilizare a austenitei din care motiv peste o anumita valoare,din cauza micsorarii proportiei de matensita si cresterii celei de autenita,se micsoreaza duritatea fontei.9.Fonte albe aliate cu Vanadiu si Crom-VanadiuVanadiul constituie un element de aliere cu larga utilizare in productia de fonte albe,rezistente la uzare.Se pot distinge doua mari grupe de fonte,la care se utilizeaza vanadiul ca element principal de aliere( Fe-C-V) sau ca element cu actiune secundara(Fe-C-Cr-V)10.Fonte din sistemul Fe-C-VCaracteristica principala a fontelor albe aliate cu vanadiu o constituie lipsa din structura a cementitei eutectice.La un grad de aliere suficient de ridicat cu vanadiu,eutecticul consta din austenita si carbura de vanadiu,cu o structura aciculara,o colonie eutectica avand o structura radiala cu un centru evident.Primele fonte albe cu plasticitate ridicata,respectiv cu alungiri de pana la 8% ,realizate in Japonia in deceniul al saselea al secolului nostru au fost considerate senzationale,productia fontelor albe aliatecu vanadiu fiind in continua extindere.

diagrama Fe-C

11.Fonte din sistemul Fe-C-Cr-VSe remarca faptul ca vanadiul asigura obtinerea unei structuri perlitice si perlito-martensitice granulare,precum si a unui efect de durificare dispersa,indeosebi la omasa metalica austenitica.Fontele albe austenitice,complex aliate,sunt recomandata pentru utilizarea in conditii de socuri mecanice.Fontele cu aceste compozitii optime sunt utilizate cu succes in fabricatia pieselor solicitate puternic la uzare,din componenta excavatoarelor,din industria extractiva.12.Particularitati ale turanrii in piese a fontelor albeObtinerea prin turnare a pieselor din fonta alba prezinta o serie de particularitati,avand in vedere gradul de aliere variat,conditiile specifice desolidificare a acestor fonte,marea diversitate a pieselor produse.Strusctura de turnare si ca atare cea finala,respectiv comportarea in exploatare,se afla sub actiunea diferitilor factori ce influenteaza structura fontei in stare lichida sau cristalizare.Pe de alta parte,trebuie sa se tina seama de faptul ca proprietatile de turnare a fontelor albe sunt aliate sunt deosebit de sensibile la actiunea unei multitudini de factori.13.Prelucarea fontelor in stare lichidaA fost aratat faptul ca exista mai multe posibilitati de imbunatatire a calitatii fontelor albe,inclusiv prin actiuni asupa acestora,inca in stare lichida.In cele ce urmeaza se contureaza succint tratamente de natura fizico-mecanica,termica si chimica ,care au menirea sa creeze in fonta lichida ,un potential de solidificare propice obtinerii unor piese de buna calitate.14.Proprietatile de turnare ale fontelor albeFluiditateaFontele aliate si indeosebi cele cu continuturi ridicate de cromridica probleme din punctul de vedere al fluiditatii,din care cauza aceasta caracteristica trebuie avuta in vedere indeosebi la turnarea unor piese cu configuratie complexa.Fluiditatea fontelor inalt aliate cu crom,la temperaturile optime de turnare ,nu depaseste fluiditatea fontelor cenusii obisnuite,considerandu-se ca optime temperaturi de turnare la valori de ordinul a 1380...1460 grade C,functie de configuratie si grosimea pieselor.Fonta cenusie,turnata la 1370grade C a prezentat fluiditate de 800mm,in timp ce in cazul fontei albe aliate cu crom,la otemperatura de turnare de 1400 grade C,a fost inregistrata o fluiditate doar de 300...560mm.15.Prelucrarea pieselor din fonte albePrelucrarea pieselor din fonte albe,rezistente ka uzare,constituie o problema deosebita ,proportia mare de carburi din structurainrautatind in mod deosebit aceasta operatie.Micsoarea continutului de carbon a acestor fonte in vederea imbunatatirii prelucrabilitatii influenteaza negativ comportatea la uzare,ca urmare a reducerii proportiei de carburi.Cresterea continutului de cromal fontei albe peste 10% influenteaza favorabil prelucrabilitatea acestia ca urmare a trecerii de la carburile de tip M3C la cele de tip M7C3 diferite din punct de vedere al compozitiei,structurii,distributiei.Imbunatatirea prelucrabilitatii fontelor alberezistente la uzare se realizeaza prin actiuni atat asupra masei metalice cat si asupra carburilor.16.Fontele maleabileSe obtin din fontele albe in urma recoacerii de maleabilizare,cementita descompundu-se in ferita si grafit dupa formula Fe3C3Fe+Cgrafit.Fontele maleabile utilizate in prezent se impart in trei grupe,in functie de structura,compozitie chimica si mod de obtinere:-fonte maleabile albe( cu inima alba),simbol Fma,cu structura formata din (F+P+Gc),cu o culoare gri argintie,obtinute prin recoacere in mediu oxidant(minereu de fier),dupa procedeul european.-fonte maleabile negre(Fmn),cu inel exterior de culoare alba,obtinute prin recoacere in mediu neoxidant cu structura feritica(F+Gc);-fonte maleabile perlitice(Fmp),cu culoarea in ruptura variind de la negru la gri specific,obtinute tot in mediu neoxidant,cu structura cu proprietatii variabile de perlita(20...100%),respectiv(F+P+Gc).Compozitia chimica a fontelor maleabile prezinta unele particularitati dintre care cea mai importanta este sumaC+Si scazuta(C+Si=3,9...4,5% fata de 5...6% la fontele cenusii),ele fiind deci puternic hipoeutectice.Prin acestea se realizeaza:-o cantitate mica de grafit in fontele recoapte;-o albire avansata a fontelor in stare turnata.Fontele maleabile albe contin 2,5...3,25%C; 0,5...0,7%Si; 0,3...0,5%Mn,maximum 0,2%P,maximum 0,15%S.Fontele maleabile negre contin 2,2...3,0%C; 0,8...1,4%Si; 0,3...0,5%Mn,maximum 0,15%P,maximum 0,15%S,maximum 0,05%Cr.Compozitia chimica a fontele maleabile perlitice este similara cucea a fotelor negre (feritice),cu precizarea ca in acest caz cantitatea de mangan este mai mare(pana la 1,25%)datorita actiunii sale perlitizante.Diagrama Maurer

17.Tratamentul termicIn cazul fontelor maleabile tratamentul termic reprezinta ooperatie obligatorie in urma careia fonta alba se transforma in fonta maleabila.Fiind in general de lunga durata,constituie principalul factor de marire a pretului de cost al fontelor maleabile.Acest tratament reprezinta o recoacere grafitizanta:-mentinere pentru grafitizare la 950...1000 grade Cin minereu de fier,cu o durata totala a ciclului intre 60...140 h pentru fontele maleabile albe.-cu doua stadii de grafitizare deci cu o recoacere grafitizanta completa in cazul fontelor maleabile feritice.-cu un singur stadiu de grafitizare sau cu stadiul doi incomplet,in cazul fontelor maleabile perlitice.

Bibliografie

Alegerea materialelor : Olah Arthur, Mircea Horia iereanEditura Universitii "Transilvania"Braov 2002

Fonte albe rezistente la uzura : prof dr ing Laurentie Sofronie,dr ing Iulian Riposan, dr ing Ion Chira;Editura Tehnica Bucuresti 1987

Elaborarea si turnarea aliajelor feroase:Eugen DragosEmil Nagy; Institutul Politehnic Cluj-Napoca1992