tema nr 5 - sistemul stabil fe - c

16

Click here to load reader

Upload: vitalie922

Post on 07-Jul-2018

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 1/16

Tema nr. 5Studiul aliajelor din sistemul Fe – C

 Această temă, care poate fi parcursă intr-un timp de maxim 2 ore de studiu,

iniţiază pe cititor în domeniul:

-  particularităţilor transformărilor la răcire, respectiv a structurii la

temperatura ambiantă a aliajelor din sistemul stabil Fe – !

- tipurilor de fonte folosite în te"nică!

5.1 Generalităţi

Din punct de vedere ştiinţific, formarea aliajelor în sistemul stabil Fe – C,reprezentând echilibrul dintre o faz metalic şi una nemetalic, constituie una

dintre cele mai interesante probleme ale teoriei aliajelor!

"şa dup cum s-a artat în #ema nr! $ cementita este o faz metastabil, care în

anumite condiţii se descompune în fierul stabil la temperatura respectiv care

dizolv carbon %austenit sau ferit& şi carbon liber sub forma alotropic de 'rafit!

"pariţia carbonului liber în structura aliajelor Fe – C este favorizat deurmtorii factori(

- conţinuturi relativ ridicate de carbon, ceea ce face ca fenomenul s fie

caracteristic, în principal, fontelor)

- prezenţa unor elemente chimice care favorizeaz descompunerea Fe*C,

denumite elemente grafitizante:  Si , +, "l, i %elemnetele care stabilizeaz

cementita –antigrafitizante

 sunt( Mn,

Cr, o, .&)

- viteza de rcire mic %determinat de mai mulţi factori cum ar fi( materialul

formei de turnare, 'rosimea de perete a piesei turnate&!

/nfluenţa cumulat a acestor factori este prezentat în fi'ura 0!1 denumit

diagrama struturală Maurer.

2a o prim analiz a structurilor care se pot obţine funcţie de suma

concentraţiilor de C şi 3i şi de 'rosimea de perete,  s, a piesei turnate se constat

 posibilitatea coe4istenţei fazei metastabile – cementita şi a fazei stabile – 'rafitul

1

Page 2: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 2/16

%de e4emplu domeniile / + // – fonte pestriţe, domeniul // – fonte cenuşii peerlitice

şi domeniul // +  /// – fonte cenuşii ferito – perlitice&! "cest lucru conduce la

concluzia c structura la temperatura ambiant a acestor aliaje se obţine prin

critalizri primare şi secundare  parţial după sistemul stabil şi parţial dupăsistemul metastabil  funcţie de influenţele factorilor 'rafitizanţi şi anti'rafitizanţi!

"ceast constatare corelat şi cu asemnarea dintre dia'ramele de echilibru ale

celor dou sisteme face ca reprezentarea lor s se fac în acelaşi sistem de a4e de

coordonate aşa cum este indicat în fi'ura 0!5 în care cu linie continu se

recunoaşte sistemul metastabil iar cu linie punctat este reprezentat sistemul stabil,

 pentru care fazele stabile în domeniile respective sunt trecute în paranteze!

Fi'ura 0!1

5.2 Grafitizarea

3tructura la temperatura ambiant a fontelor cu 'rafit este rezultatultransformrilor care au loc atât în procesul cristalizrii primare cât şi al

transformrilor de faz în stare solid, care au ca rezultat formarea carbonului liber 

sub form de 'rafit, preoces denumit  grafitizare.  "cest proces prezint

 particularitţi specifice celor dou etape!

5

Page 3: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 3/16

Fi'ura 0!5

Grafitizarea în cursul cristalizării primare

6n cazul unei fonte hipereutectice, cristalizarea primar dup sistemul stabil

începe cu formarea 'rafitului primar! "ceste fonte nu prezint interes tehnic din

urmtoarel dou motive(

- 'rafitul primar are forma unor lamele 'roase care îrutţeşte în mod

inadmisibil proprietţile mecanice ale acestor aliaje)

- o parte a 'rafitului primar se separ la suprafaţa bii sub form de spum,

conţinutul topiturii ajun'ând astfel la concentraţia eutectic!

6n cazul fontelor hipoeutectice, cristalizarea primar începe, ca şi în cazultransformrilor analizate în tema anterioar, cu formarea austenitei preeutectice,

concentraţia lichidului crecând pân la valoarea corespunztoare transformrii

eutectice!

#ransformarea eutectic în sistemul stabil are urmtoarele particularitţi(

- fazele rezultate în urma transformrii – austenita şi 'rafitul nu au efect

'erminativ reciproc, acest lucru având ca efect absenţa unui front decristalizare primar comun fazelor care compun eutecticul)

*

Page 4: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 4/16

- transformarea const în formarea de colonii eutectice %între dendritele de

austenit preeutectic, prin 'erminare repetat, aşa cum este e4emplificat în

fi'ura 0!*

Fi'ura 0!*

- în interiorul coloniei 'rafitul este interconectat în spaţiu şi se dezvolt sub

forma unor 7foiţe8 datorit unei viteze de creştere ma4im în planul bazal al

reţelei cristaline he4a'onale simple – planul %1,9,9,9& şi minim pe direcţia

 perpendicular pe acest plan) 'rafitul cristalizat astfel este curbat în spaţiu,

datorit unor maclri multiple rezultat al faptului c el este 7învelit din stadii precoce de masa de austenit în care creşte %v! fi'! 0!$&) o secţiune plan -

 prob metalo'rafic - indic o form lamelar cu vârfuri ascuţite)

- prezenţa 3i – element 'rafitizant, are ca efect descompunerea cementitei

rezultat ca efect al unei cristalizri parţiale dup sistemul metastabil,

'rafitul rezultat cosntituind 'ermeni de cristalizare! Dac aceast

descompunere nu are loc inte'ral, în structura aliajului se poate întâlnii atâteutecticul ledeburit cât şi 'rafitul liber sub form lamelar! "ceste fonte se

numesc fonte pestriţe.

/ndiferent de compoziţia chimic a fontei, la sfârşitul cristalizrii primare

structura va fi format din austenit saturat în carbon şi 'rafit, deoarece eutecticul 

este de tip neregulat  neputându-se constituii ca parte constitutiv a microstructurii

aliajului!

$

Page 5: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 5/16

#ransformrile secundare ale austenitei produc o cantitate suplimentar de 'rafit

care prezintă particularitatea de a se depune pe formţiunile deja existente.

Fi'ua 0!$

Grafitizarea în cursul transformărilor de fază în stare solidă

+resupunând c pân la temperatura transformrii eutectoide transformrile au

decurs numai dup sistemul stabil, structura fiind format, înaintea acestei

transformri din austenit şi 'rafit %doi constituenţi monofazici&, microstructura

secundar a fontelor va fi decis de modul cum decur'e descompunerea eutectoid

a asutenitei(

- dac descompunerea eutectoid a asutenitei se produce dup sistemul stabil,

'rafitul eutectoid rezultat se depune pe cel e4istent, iar masa metalic de

 baz va fi format din ferit) în acest mod descompunerea eutectoid a

asutenitei conduce la un eutectoid complet disociat,  procesul purtând

denumirea de  feritizare directă. 3tructura obţinut va fi format din ferit şi

'rafit %doi constituenţi monofazici&! "liajul este o  fontă  cu 'rafit feritică!

Fontele în care 'rafitul are form lamelar %rezultat al particularitţilor 

cristalizrii primare a acestuia& poart numele de fonte cenuşii.

- dac descompunerea eutectoid a austenitei se produce dup sistemul

metstabil, masa metalic de baz va fi perlitic! 3tructura unei  fonte cenuşii 

0

Page 6: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 6/16

 perlitice  va fi format din( faze – ferit, cementit şi 'rafit, constituenţi

metalo'rafici – perlit şi 'rafit lamelar!

- în cazul unei feritizri directe incomplete, aceasta are loc numai în jurul

lamelei de 'rafit, zon în care se formeaz 7aureole8 de ferit! 3tructura unei

 fonte cenuşii ferito perlitice va fi format din( faze – ferit, cementit şi

'rafit, constituenţi – ferit, perlit şi 'rafit lamelar!

5.3 Distribuţia rafitului lamelar! "ro"rietăţile #i utilizările

fontelor $enu#ii

Factorii care favorizeaz 'rafitizarea în cursul cristalizrii primare %compoziţia

chimic a topiturii, viteza de rcire, capacitatea 'erminativ a topiturii& determin

în acelaşi timp şi modul de distribuţie al 'rafitului în microstructura fontei!

odul optim de distribuţie al 'rafitului, care asi'ur valori ma4ime pentru

caracteristicile mecanice ale fontelor cenuşii este(  grosime şi repartizare

uniformă.

Fontele cenuşii, funcţie de natura masei metalice de baz, nu mai sunt dure ca

fontele albe, au proprietţi foarte bune de prelucrare prin aşchiere şi pstreaz

caracteristica tehnolo'ic 'eneral a fontelor - turnabilitate! De asemenea, fontele

cenuşii au(

- resistenţ bun la uzare %determinat de prezenţa 'rafitului pe suprafeţele de

frecare, care este un lubrifiant solid&)

- rezistenţ bun la şoc termic %sunt utilizate la confecţionarea lin'otierelor&)- rezistenţ la coroziune superioar oţelurilor carbon %datorit conţinutului mai

ridicat de 3i&)

- capacitate ridicat de amortizare a vibraţiilor %proprietate care în corelare cu

turnabilitatea le face apte pentru fabricarea batiurilor de maşini unelte&!

Datorit formei lamelare a 'rafitului, care se constitue ca şi discontinuitate, de

tipul fisurilor& în masa metalic de baz, fontele ceenuşii sunt, la fel ca şi fontele

:

Page 7: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 7/16

albe, materiale fra'ile! "cest lucru are, îns şi un minim avantaj – sunt insensibile

la efectul de cresttur!

5.% &odifi$area dimensiunii' distribuţiei #i formei rafitului

+roprietţile fontelor cenuşi vor depinde de(

- proprietţile masei metalice de baz)

- distrubuţia, forma şi dimensiunile 'rafitului!

"supra proprietţilor masei metalice de baz se poate acţiona prin tratamente

termice!

"supra distribuţiei, formei şi mrimii 'rafitului se poate acţiona, cunoscând

 particularitţile cristalizrii acestuia, prin urmtoarele metode(

a# "si'urarea unei compoziţii chimice corespunztoare! +entru cazul

fontelor cenuşii o distribuţieuniform a unui 'rafit de dimensiuni mici se

asi'ur prin reducerea cantitţii de austenit preeutectic, deci o compoziţie

chimic apropiat de cea eutectic! "cest lucru trebuie s aib îm vedere şi

influeţa elementelor insoţitoare prin calculul unui ec"ivalent în carbon şi al

 $radului de saturare eutectică%

b# ;tilizarea de modificatori. 

a! odificatorii utilizaţi pantru obţinerea în fontele cenuşii ai unui 'rafit

de dimensiuni mici ţi uniform distribuit sunt( carbura de siliciu,

siliciura de calciu, 'rafitul impur şi unele metale ca "l, Ca, #i, <r în

 procente mai mici de 9,5 =! "ceştia sunt foaret activi chimic şi dau un

numr mare de particule insolubile în topitur care vor constitui

'ermeni de cristalizare etero'eni atât pentru 'rafit cât şi pentru

austenit!

 b! > alt cate'orie d emodificatori au o acţiune mai radical, acţionând

asupra formei 'rafitului prin efectele pe care le au asupra 'erminrii

 primare şi a creşterii acestuia! "ceşti modificatori sunt ' %9,95 ?9,1=& şi Ce %9,5 ? 9,$ =& şi utilizarea lor determin formarea unui

@

Page 8: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 8/16

'rafit compact, aproape sferic, fontele denumindu-se fonte cu grafit 

nodular.  "ceast form a 'rafitului asi'ur efecte minime de

discontinuitate şi de cresttur în masa metalic şi, ca urmare,

 proprietţile mecanice se apropie de cele ale oţelului carbon turnat,

menţinându-se avatajele specifice fontelor cenuşii!

c# "plicarea unor tratamente termice! Caracterul metastabil al cementitei

 permite transformarea unei fonte albe într-o font cu 'rafit prin înclzirea şi

menîinerea o perioad lun' de timp la temperatura de A99 ? 1999 9C! Brafitul

rezultat în urma descompunerii cementitei, numit carbon de maleabilizare, are

forma unor a'lomerri compacte %cuiburi de 'rafit&! Forma aproape sferic

%deşi imperfect& a cuiburilor de 'rafit reduce efectul de cresttur, asi'urându-

se proprietţi comparabile cu ale fontelor nodulare! >peraţia tehnolo'ic de

înclzire, menţinere, urmat de rcire aploicat unei fonte albe, în scopul

obţinerii 'rafitului sub form de cuiburi, poart numele de recoacere de

maleabilizare iar fonta rezultat - fontă maleabilă.

5.5 Fonte standardizate

!.!." #onte cenuşii 

rcile de fonte standardizate prin 3#"3 0: sunt prezentate în tabelul 0!1!

3imbolozarea lor se face prin adu'area la 'rupul de litere Fc - font cenuşie, a

rezistenţei minime la rupere în mm5

!"şa cum se constat din analiza datelor prezentate, proprietţile acestor fonte

depind de 'rosimea de perete a piesei turnate % E m scade cu creşterea 'rosimii&!

Fontele cenuşii feritice prezint rezistenţ la rupere pân la 159 mm 5, iar 

fontele cenuşii perlitice - pân la 5$9 mm 5 ! 6n 'eneral ele se utilizeaz pentru

 piese având confi'uraţie 'eometrico - dimensional comple4, caracteristic care

impune utilizarea de semifabricate turnate, ca de e4emplu ( batiuri de maşini

unelte, corpuri de maşini, pistoane, cilindri ş!a!

Page 9: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 9/16

!.!.$ #onte modificate

(. Fonte modifi$ate $u rafit lamelar

6n comparaţie cu fonta cenuşie perlitic cu 'rafit lamelar nemodificat, în careseparrile de 'rafit sunt lun'i şi cu vârfurile ascuţite, în fontele modificate cu 'rafit

lamelar %mrcile Fc *09, Fc $99& lamelele de 'rafit sunt mai scurte şi mai

numeroase, cu vârfurile rotunjite, având o distribuţie uniform în masa metalic!

Drept elemente modificatoare se

utilizeaz ( Ca, a şi 3r!

Ca elemente ajuttoare se introduc în

compoziţia chimic a fontei(

- "l, 3i, C %'rafit&, <r şi #i pentru

mrirea numrului separrilor de 'rafit)

- Cu, 3n, n şi Cr pentru mrirea

 ponderii perlitei din structura masei

metalice!

). Fonte modifi$ate $u rafit *ermi$ular

3imbolizarea mrcilor de fonte cu 'rafit vermicular, conform 3#"3 0:A

cuprinde, ca şi în cazul fontelor cenuşii, indicarea rezistenţei minime la rupere!

Caractieristicile mecanice prezentate în tabelul 0!5 indic faptul c aceste materiale

au 'arantate şi caracteristici de plasticitate %"0, GC;&! "cest lucru se datoreaz

formei 'rafitului ( lamele uniform repartiazte în masa metalic la care raportul

dintre lun'ime şi 'rosime este mai mic de 59!

Fi'! $!1: Dia'ramele tratamentelor de recoacere de maleabilizarea- pentru fonta maleabil perlitic b- pentru fonta maleabil feritic

A

Figura 5.5

Page 10: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 10/16

Hlementele modificatoare utilizate la producerea acestor fonte sunt ' şi Ce,

aceleaşi ca la fontele nodulare, dar folosirea de elemente ajuttoare ca "l şi #i

frâneaz compactizarea 'rafitului pân la stadiul de 'rafit nodular, oprind-o la

stadiul de 'rafit pseudolamelar!

C. Fonte modifi$ate $u rafit nodular

6n fontele cu 'rafit nodular compactizarea 'rafitului este ma4im, având drept

consecinţ minimizarea efectului de cresttur al acetuia! Ca urmare, fontele

nodulare au rezisetnţe la rupere şi alun'iri la rupere care reprezint apro4imativ

dou treimi din cele ale masei metalice lipsite de incluziuni de 'rafit! "cest lucru

este indicat şi în simbolizarea, conform 3#"3 :9@1, acestor materiale %vezi tabelul

0!*& care pe lân' 'rupul de litere F'n - font cu 'rafit nodular şi a 'rupului de

cifre care reprezint rezistenţa minim la rupere, cuprinde şi un 'rup de cifre care

este valoarea alun'irii minime la rupere!

Datorit calitţilor ei, fonta nodular este utilizat din ce în ce mai mult

 pentru turnarea unei mari varietţi de piese pentru construcţia automobilelor,tractoarelor, maşinilor a'ricole şi în 'eneral în construcţia de maşini mecanice şi

electrice, înlocuind oţelul! "ceast înlocuire este justificat în primul rând din

raţiuni economice ) consumul de ener'ie electric este de 00 !!! 0@9 IJhtona de

font nodular, faţ de @09 !!! 99 IJhtona de oţel) consumul specific de metal

este de 1,$ !!! 1,0 tone de font lichidtona de piese din font nodular, faţ de

1, !!! 5 în cazul pieselor turnate din oţel %deci un indice de scoatere cu 50 !!! *9 =mai mare în cazul utilizrii fontei nodulare faţ de oţel&!

19

Page 11: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 11/16

#abelul 0!1

Fonte cenuşii standardizate

arca Diametrul în mm E  m,min K

fontei +rob Hpruvet mm

5

Fc199 A1*59*9

:

15!059

1:91$9159199

199 !!! 109

Fc109 A1*59*9$0

:

15!059*5

5095*919109119

1$9 !!! 1A9

Fc599 1*

59*9$0

15!059*5

1@9

5*95991:9

1@9 !!519

Fc509 1*59*9$0

15!059*5

*595@9509519

19 !!5$9

Fc*09 59*9$0

15!059*1

*59*99509

1A9 !!! 509

Fc$99 *9$0

59*5

$99*09

5*9 !!! *99

#abelul 0!5

Fonte cu 'rafit vermicular standardizate

arca fontei E  m, min mm5

E  p95, min mm5

"0

=GC;Lcm5

K 19-* H mm5

F'v*99 *99 599 *!9 0!!!10 159!!!1:9 159!!!1$9F'v*09 *09 5$9 1!0 - 1:9!!!559 1$9!!!1:9F'v$99 $99 59 1!9 - 599!!!59 1:9!!!1@9

11

Page 12: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 12/16

#abelul 0!*

Fonte cu 'rafit nodular standardizate

arca fontei 3tructura #!#! E  m, min mm5

E  p95, min mm5

"0

=GC;Lcm5

K

F'n*@9-1@ 199= F r *@9 5*9 1@ 1: 1:9F'n$59-15 199 = F r $59 509 15 10!!!59 1@0F'n$09-0 F++ - $09 *59 0 0!!!59 1A9F'n099-@ F+%@9=&+   099 *09 @ 15!!!59 590F'n:99-5 F+%A9=&+   :99 $99 5 !!!59 5$0F'n@99-5 + @99 $09 5 !!!59 5:0

>bservaţie(F - feritic! F++ - ferito - perlitic, + - perliticr -recoacere, - normalizare

#abelul 0!$

Fonte maleabile standardizate

arca fontei Diametrul probei E m, min mm5 E  p95, min mm5 E  p90, min mm5 "0= K

Fma*09 A1510

*$9*09*:9

---

---

:$*

5$95$95$9

Fma$99 A1510

*:9$99$59

5995595*9

5995$95:9

190*

559559559

Fmn*99Fmn*59Fmn*09

Fmn*@9

101010

10

*99*59*09

*@9

--

1@9

1A9

--

1A9

519

:

19

15

1:91:9109

109Fmp$09Fmp099Fmp009Fmp:99Fmp:09Fmp@99

101010101010

$0909900

:99:09@99

5:9*99**9*:9*A9099

59*59*:9*A9$*9009

:0$**5

5595$95:95@95@959

15

Page 13: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 13/16

!.!.% #onte maleabile

rcile de fonte maleabile standardizate în 3#"3 0:A, prezentate în tabelul

0!$, sunt(

- Fma - fonte maleabile cu miez alb)

- Fmn - fonte maleabile cu miez ne'ru)

- Fmp - fonte maleabile care dup operaţia de maleabilizare este supus unor 

 prelucrri prin acţiune termic %tratamente termice&, prin care se transform masa

metalic de baz în structuri de neechilibru cu propietţi mecanice mai ridicate!

6n simbolizare se indic valoarea rezistenţei minime la rupere, în mm5!

+rincipalul dezavantaj al acestor materiale este durata mare necesar la

operaţia de maleabilizare!

+rocesul de 'rafitizare poate fi accelerat prin(

- înocularea fontei lichide cu aluminiu %mai rar , s&)

- ridicarea temperaturii de înclzire a fontei, înainte de turnare)

- ridicarea temperaturii de înclzire la operaţia de maleabilizare fr a depşi

valoarea de 199°C)

- o înclzire de *09 ? $99°C timp de @ ? ore înainte de maleabilizare în

scopul eliminrii mai complete a o4i'enului şi azotului din font!

#oate acestea acţioneaz în direcţia micşorrii stabilitţii cementitei, mririi

vitezei de difuzie a carbonului şi accelerrii, în consecinţ, a procesului de

'rafitizare! >bţinerea unor propietţi mecanice ridicate este şi rezultatul faptului

c, pe lân' forma de cuiburi %mai puţin compact, totuşi, ca la fontele nodulare&,

cantitatea de 'rafit este relativ redus! "ceasta se asi'ur prin ale'erea pentru

maleabilizare a unei fonte albe cu conţinut redus de carbon %∼ 5,*=&! 6n ceea ce

 priveşte conţinutul de 3i, acesta este cuprins între 9, ? 1,5 =! Fontele maleabile

se utilizeaz pentru e4ecutarea unor piese de importanţ ridicat, solicitate la

sarcini statice mari, precum şi la sarcini dinamice %cu şoc sau variabile&, ca de

e4emplu( cartere de reductoare, punţi spate pentru automobile, bucşe, coliere,

cârli'e etc!

1*

Page 14: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 14/16

%.3.% Fonte s"e$iale +aliate,

Fontele speciale %aliate& corespund unor aplicaţii în care se cere("! rezistenţ la uzur)! refractaritate)C! rezistenţ la coroziune)D! proprietţi ma'netice!

 &. 'ezistenţa la uzură poate fi asi'urat şi de fontele nealiate, dar numai în anumitecondiţii! "stfel(

- fontele albe corespund aplicaţiilor în care solicitarea la uzur nu este însoţit de şocuri)-fontele cenuşii cu eutectic fosforos corespund aplicaţiilor în care se cere rezistenţ la

uzur în condiţii de frecare cu un'ere)- fontele cu strat dur %de font alb& corespund aplicaţiilor în care se cere rezistenţ la

uzur fr un'ere, în condiţiile în care miezul din font cenuşie nealiat este capabil s suporteşocurile din timpul funcţionrii %cilindrii de laminor&!+entru alte numeroase aplicaţii întâlnite în tehnic, sunt standardizate mrcile de fonte

antifricţiune %3#"3 115$:& şi mrcile de fonte de fricţiune %3#"3 115$:& !

 (. 'efractaritatea permite materialului s funcţioneze la temperaturi ridicate %armturi,schimbtoare şi recuperatoare de cldur, piesele cuptoarelor industriale&! 6n cazul fontelor,aceast propietate se obţine prin alierea masei metalice cu unul din elementele( Cr, 3i, i, "l!

"lierea cu 1 ? *= însoţit de o creştere corespunztoare a conţinutului de 3i la * ? := pentru contracararea acţiunii anti'rafitizante a Cr, dar şi pentru mrirea rezistenţei la o4idare amasei metalice, permite utilizarea fontelor cenuşii în domeniul de temperaturi :09 ? 1999 °C!

"lierea înalt cu Cr %15 ? *0=& permite funcţionarea la temperaturi de 1999 °C! "liereaconcomitent cu Cr şi i %< 5,0= Cr, 1 ? 5$= i& sau cu Cr şi Cu %0 ? *9= Cr, @ ? 19=Cu& asi'ur fontelor %cu 'rafit lamelar sau nodular& acoperirea domeniului de temperaturi defuncţionare 99 ? 1999°C, iar alierea înalt cu aluminiu %1A ? 50= "l& asi'ur acoperireadomeniului de temperaturi 1999 ? 1199°C! 6n practic fontele refractare au denumiri comercialeca( silal, microsilal, nirezist, cin'ul, piroferal ş!a!!

). 'ezistenţa la coroziune ma4im se obţine în cazul fontelor cu 'rafit prin alierea înaltcu i %11 ? 51=& şi Cu %@ ? 11=&! 6n prezeţa acestor elemente, denumite elemente γ -'ene%vezi para'raful @!1&, se stabilizeaz austenita, obţinându-se la viteza de rcire de la turnare

structuri 'rafito - austenitice %fonte erezist&!"lierea înalt cu 3i %19 ? 1=&, element 'rafitizant şi α-'en conduce la obţinereafontelor antiacide cu masa feritic puternic aliat cu 3i %fonte Ferosilid&!

"lierea înalt cu crom %*9 ? *0=&, element anti'rafitizant şi α-'en conduce la obţinereafontelor albe rezistente la coroziune %fonte 3ormait&!

 *. Din punct de vedere al  propietăţilor magnetice prezint interes practic fie fontelema'netice cu permeabilitate ma'netic ridicat, fie fontele parama'netice!

6n prima cate'orie se încadreaz fontele nodulare feritice sau fontele maleabile cu miezne'ru!

6n a doua cate'orie se încadreaz fontele austenitice utilizate în industria electrotehnic pentru carcasele dispozitivelor de conectare, ale transformatoarelor cu ulei, suporţi ma'netici etc!

1$

Page 15: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 15/16

(ddenda

♦ carbon liber)

♦ elemente 'rafitizante)

♦ elemente anti'rafitizante)

♦ font cenuşie feritic)

♦ font cenuşie ferito-perlitic)

♦ font cenuşie perlitic)

♦ 'rafitizarea în cursul cristalizrii primare)

♦ 'rafitizarea în cursul cristalizrii secundare)

♦ modificatori)

♦ fonte cu 'rafit vermicular)

♦ fonte cu 'rafit nodular)

♦ carbon %'rafit& de recoacere %maleabilizare&)

♦ recoacere de maleabilizare)

♦ fonte maleabile

Teme de $asă

1!Definiţi şi e4plicaţi termenii şi noţiunile din "ddenda!

5! +entru urmrtoarele materiale(

a& Fc 199

 b& Fc *09

c& F'v *99

d& F'n *@9 - 1@

e& F'n@99 - 5

f& Fma *09

'& Fmn *@9

stabiliţi compoziţia chimic %orientativ&, e4plicaţi aceast compoziţie chimic,transformrile structurale, proprietţile şi domeniile de utilizare!

10

Page 16: Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

8/18/2019 Tema Nr 5 - Sistemul Stabil Fe - C

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-5-sistemul-stabil-fe-c 16/16

1: