materiale metalice i - utcluj.ro...destinaţie: lingotiere, armături, blocuri motoare (diesel)...
TRANSCRIPT
-
MATERIALE METALICE
Curs 6
FONTE DE TURNATORIE
-
Cristalizarea fontelor
Fonte de primă fuziune – de afinare
de a doua fuziune – turnătorie
Elementele de aliere modifică concentraţia / temperatura punctelor
E, C, S
puternic grafitizante - Si, Ni, Cu
slab grafitizante – P
slab antigrafitizante – Mo, W
puternic antigrafitizante – Mn, Cr, V
Constanta de grafitizare - kg : kgSi=1; kgMn=-0.2; kgP=0.1; kgAl=0.5
-
Cristalizarea fontelor
Pentru viteză constantă de răcire – structura determinată numai de
compoziţia chimică
Diagrama Maurer: structura fontelor cu 2.5-3.5%C, în probe cilindrice
(Φ50) turnate în nisip, în funcţie de conţinutul de Si
-
Fonta pestrita Fonta cenusie
-
Cristalizarea fontelor
Viteza de răcire în intervalul intervalul de grafitizare determină structura
Depinde de grosime
variaţia de temperatură
constantele fizice de material (c, ρ, k…)
Diagrama Greiner - Klingenstein
-
Clasificarea fontelor de a doua fuziune
După forma grafitului !!!
Fonte cenuşii grafit lamelar obişnuit
(l / g > 50, l=lungime, g=grosime)
modificat (l / g = 25-50)
vermicular (l / g = 2-10)
coral (l / g = 2-4)
Fonte maleabile – grafit in cuiburi (l / g = 1.5-2)
Fonte cu grafit nodular (l / g ≈ 1)
-
Fonte cenuşii Fonte cenuşii nemodificate – cele mai utilizate (~ 70%)
Compoziţie: 2.8 – 3.5% C (general); 0.5 – 3.5% Si; 0.1 – 1% P;
0.02 – 0.15% S; 0.2-1%Mn
Rm = 100-450MPa; HB = 100-300; A
-
Fonte cenuşii
Fluiditatea depinde de poziţia faţă de punctul eutectic;
Efecte: Si (0.33) < P (0.5) < C (1)
Contracţia totală: 0.7 – 1% pentru fontele de rezistenţă mică
1 – 1.3% pentru fontele de rezistenţă mare
Fonte cenuşii cu grafit lamelar modificate Rm > 250MPa
Modificatori pt. fontele cenusii: BN, AlN, TiS, SiO2, Al2O3, CaO – germeni eterogeni
Practic: ferosiliciu, silicocalciu, …
-
Fonte cenuşii
a, b, d – difera prin capacitatea de germinare (racire diferita, particule pt. germinare eterogena)
c – la fonte hipereutectice
d, e – fonte hipereutectice; e numai prin germinare eterogena;
-
Fonte cenuşii
Grafit interdendritic punctiform Grafit interdedritic orientat
-
Fonte cenuşii
-
Fonte cu grafit vermicular
Masă F + P prin aliere cu Ni, Cu, Mn sau normalizare
Modificare: efect dublu cu elemente nodulizante şi germeni eterogeni
Turnabilitate bună (comparabilă cu a Fc): fluiditate mare, volum mic de retasură, tendinţă mică de fisurare la cald
Rm = 300 – 650 MPa; A = 1 – 10%
Capacitatea de amortizare a vibraţiilor comparabilă cu Fgn
Destinaţie: lingotiere, armături, blocuri motoare (Diesel)
-
Fonte cu grafit vermicular
-
Fonte cu grafit coral
Grafit de formă arborescentă
Masă predominant feritică; Obţinere prin răcire rapidă (forme de grafit
sau metalice) pentru conţinut de sulf 1% (comparabile cu cele cu grafit vermicular)
-
Fonte cu grafit coral
-
FONTE MALEABILE
Contin grafit sub forma aglomerata neregulata – in CUIBURI (GM)
Se obtin prin tratament termic – RECOACERE DE MALEABILIZARE –
aplicat unor fonte albe
Clasificare – dupa aspectul casurii
(tipul de tratament de obtinere a grafitului)
Fonte maleabile cu miez negru – F + GM ; P + GM
Fonte maleabile cu miez alb – F + P + GM
-
FONTE MALEABILE
-
FONTE MALEABILE
Fonte maleabile cu miez alb
2.5 - 3.25%C; 0.5-0.7%Si, 0.3-0.5%Mn; maleabilizarea in mediu oxidant
Recoacerea de maleabilizare:
prima etapa de maleabilizare –
descompunerea cementitei libere
(cementita secundara,
cementita ledeburitica);
Rm = 270 – 570 MPa
A = 3 – 16%
200 – 250 HB
-
FONTE MALEABILE
Fontele maleabile cu miez negru
2.2 - 3%C; 0.8 – 1.5%Si; 0.3 – 0.5%Mn , maleabilizare in mediu neutru Cele mai folosite - pret de tratament, compromis favorabil intre Rm / A
Recoacerea de maleabilizare:
etapa 1 - descompunerea cementitei libere
etapa 2 – descomp. cementitei din perlita
Rm = 300 – 550 MPa
A = 1 – 10%
150 – 320 HB
-
FONTE MALEABILE
Fonte maleabile cu miez perlitic
~ 2.7%C, maleabilizare – prima etapa, mediu neutru
Cele mai rezistente fonte maleabile:
Rm = 450 – 650 MPa
Ductilitate mica: A = 2 – 4%
-
FONTE CU GRAFIT NODULAR
Fonte cu ~3.5% C, cu grafitul in noduli obtinut prin modificare
Modificatori: Mg, Ce, ... – formeaza pelicule pe suprafata grafitului
Cea mai favorabila forma de grafit
(efectul minim de concentrare a tensiunilor)
Rm = 370 – 700 MPa; A = 2 – 18%; 140 – 300 HB
-
STANDARDIZAREA FONTELOR DE TURNĂTORIE
SR EN 1560:1999 – “Turnătorie – sistem de simbolizare pentru fonte. Simbolizare alfanumerică şi numerică”
Simbolizarea alfanumerică
EN-GJ 5 6 7 8 9 - 10 11 12 - 13 14 - 15
5: L, S, V, M, N (fără), Y (special)
[6]: A, F, P, M, L (ledeburită), Q(călită), T(călită+revenită), B(fontă maleabilă cu miez negru), W(fontă maleabilă cu miez alb)
7 8 9: Rm [MPa]
[10 11 12]: [alungire] / [modul de prelevare - S (separat); U (ataşate separat); C (probă prelevată din piesă)]
[13 14]: temperature de determinare a rezilienţei - RT, LT
[15]: Condiţii suplimentare D (brută); H (tratată termic); W (sudabilă): Z (alte condiţii suplimentare)
Ex. EN-GJL – 150; EN-GJS-350-22C-LT; EN-GJS-450-07S-RT-H
-
STANDARDIZAREA FONTELOR DE TURNĂTORIE
Simbolizarea numerică a fontelor
EN-J L/S/V/M/N/Y – 1 2 3 4
1: 1 (rezistenţa la tracţiune); 2 (duritate); 3 (compoziţie chimică)
2 3: număr corespunzător mărcii
4: condiţii specifice – 1 (probă turnată separat); 2 (probă ataşată); 3 (probă prelevată din piesă); 4 (rezilienţa la temperatura ambiantă); 5 (rezilienţa la temperatură scăzută); 6 (sudabilitate); 7 (brută); 8 (tratament termic); 9 (condiţii suplimentare)
Ex. EN-GJL-150 = EN-JL-1010; EN-GJMW-350-4 = EN-JM-1010
-
STANDARDIZAREA FONTELOR DE TURNĂTORIE
Simbolizarea în funcţie de duritate
Poz. 7 8 9 = HB, HV, HR…
Ex. EN-GJL-100 = EN-GJL-HB-155; EN-GJN-HV-350
-
STANDARDIZAREA FONTELOR DE TURNĂTORIE
Standardizarea fontelor cenusii
SR EN 1561:1999 (fonte cu grafit lamelar) EN-GJL- Rm [MPa]
Ex. EN-GJL-100, 150, ..., 350
-
STANDARDIZAREA FONTELOR DE TURNĂTORIE
Standardizarea fontelor maleabile
SR EN 1562:1999 I – fonte decarburate (miez alb)
II – fonte nedecarburate (~ miez negru)
I. EN-GJMW- Rm [MPa] – A [%]
Ex. EN-GJMW-350-4, EN-GJMW-550-4
II. EN-GJMB- Rm [MPa] – A [%]
Ex. EN-GJMB-300-6; EN-GJMB-550-4
-
STANDARDIZAREA FONTELOR DE TURNĂTORIE
Standardizarea fontelor cu grafit nodular
SR EN 1563:1999: EN-GJS- Rm [MPa] – A [%]
Ex. EN-GJS-350-22, EN-GJS – 400-18, EN-GJS-600-03,
EN-GJS-900-2