Fonta este un aliaj fier-carbon cu un conținut de carbon mai mare de 2,11% (în general 2,5-4%). Este un aliaj multicomponent cu fier, carbon și siliciu ca componente principale și conține mai multe impurități precum mangan, sulf și fosfor decât oțelul carbon. Uneori, pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice sau proprietățile fizice și chimice ale fontei, se poate adăuga o anumită cantitate de elemente de aliere pentru a obține fonta aliată.
Clasificarea fontei:
I. În funcție de diferitele forme de carbon din fontă, fonta poate fi împărțită în
1. Carbon de fontă alb, cu excepția unei cantități mici dizolvate în ferită, restul de carbon există sub formă de cementită în fontă, iar fractura acestuia este alb argintiu, deci se numește fontă albă. În prezent, fonta albă este folosită în principal ca materie primă pentru producția de oțel și ca semifabricat pentru producerea fontei maleabile.
2. Carbonul din fontă cenușie există în fontă sub formă de fulgi de grafit în toată sau cea mai mare parte a fontei, iar fractura sa este gri închis, deci se numește fontă gri.
3. O parte din carbonul din fonta cu sâmburi există sub formă de grafit, similar cu fonta cenușie; cealaltă parte există sub formă de cementită liberă, asemănătoare cu fonta albă. Există sâmburi alb-negru în fractură, așa că se numește fontă cu sâmburi. Acest tip de fontă este, de asemenea, foarte dur și casant, așa că este rar folosit în industrie.
2. În funcție de diferitele forme de grafit din fontă, fonta poate fi împărțită în
1. Fontă cenușie Grafitul din fontă există în fulgi.
2. Fontă maleabilă Grafitul din fontă există în ciorchine. Se obține prin recoacerea fontei albe de o anumită compoziție la temperatură ridicată pentru o perioadă lungă de timp. Proprietățile sale mecanice (în special tenacitatea și plasticitatea) sunt mai mari decât cele ale fontei cenușii, așa că este de obicei numită fontă maleabilă.
3. Fontă ductilă Grafitul din fontă există sub formă sferică. Se obtine dupa tratamentul de sferoidizare inainte de turnarea fierului topit. Acest tip de fontă nu numai că are proprietăți mecanice mai mari decât fonta cenușie și fonta maleabilă, iar procesul său de producție este mai simplu decât fonta maleabilă, dar poate fi îmbunătățit și mai mult prin tratament termic. Prin urmare, aplicarea sa în producție devine din ce în ce mai extinsă.
Utilizări ale diverselor fonte Fontă albă
Carbonul din fonta albă există în întregime sub formă de carbon infiltrat (Fe3c), deci fractura este alb strălucitor. Prin urmare, se numește fontă albă. Datorită prezenței unei cantități mari de Fe3c dur și casant, fonta albă are duritate mare, fragilitate ridicată și este dificil de prelucrat. Prin urmare, este rareori folosit direct în aplicații industriale și este folosit doar pentru câteva piese care necesită rezistență la uzură și nu sunt supuse impactului, cum ar fi matrițele de trefilare, bile de fier pentru moara cu bile etc. Cele mai multe dintre ele sunt folosite ca țagle. pentru fabricarea oțelului și a fontei maleabile.
Fontă cenușie
Majoritatea sau tot carbonul din fontă există sub formă de grafit liber. Fractura este gri. Are performanțe bune de turnare, procesabilitate bună de tăiere, anti-frecare, rezistență bună la uzură, iar ingredientele sale de topire sunt simple, cu costuri reduse și utilizate pe scară largă în fabricarea de piese turnate complexe și rezistente la uzură. Fonta cenușie este împărțită în trei categorii în funcție de structura matricei: fontă cenușie pe bază de ferită, fontă cenușie pe bază de perlită și fontă cenușie pe bază de perlită. Deoarece există grafit în fulgi în fonta gri, iar grafitul este o componentă cu densitate scăzută, rezistență scăzută, duritate scăzută și plasticitate și duritate care se apropie de zero. Existența sa este ca un număr mare de goluri mici în matricea de oțel, ceea ce reduce suprafața lagărului și mărește sursa de fisuri. Prin urmare, fonta cenușie are rezistență scăzută și duritate slabă și nu poate fi prelucrată prin presiune. Pentru a-și îmbunătăți performanța, fierului topit se adaugă o anumită cantitate de ferosiliciu, calciu siliciu și alți inoculanti înainte de turnare pentru a rafina matricea de perlită.
Fontă maleabilă
Fonta de ciocan este realizată din aliaj fier-carbon cu conținut scăzut de carbon și siliciu în semifabricate de fontă albă și apoi supusă unui tratament de recoacere pe termen lung la temperatură înaltă pentru a descompune cementita în grafit floculant. Fierul forjabil este o fontă albă grafitizată. Fonta maleabilă este împărțită în două categorii în funcție de diferitele microstructuri după tratamentul termic; unul este fonta maleabilă cu inimă neagră și fonta maleabilă pearlite. Structura fontei maleabile inimă neagră este în principal matrice de ferită (F) + grafit floculent; structura fontei maleabile pearlite este în principal matrice de perlită (P) + grafit floculant. Celălalt este fontă maleabilă cu inimă albă. Structura fontei maleabile cu inimă albă este determinată de dimensiunea secțiunii transversale. Secțiunea transversală mică se bazează pe ferită, iar suprafața secțiunii transversale mari este ferită, iar miezul este perlit și carbon de recoacere. Grafitul devine fin și distribuit uniform. Fonta care a suferit acest tratament de inoculare se numește fontă inoculată.
Fontă ductilă
Înainte de turnarea fierului topit (fontă ductilă), se adaugă o anumită cantitate de agent sferoidizant (utilizat în mod obișnuit sunt ferosiliciu, magneziu etc.) pentru a sferoiliza grafitul din fontă. Deoarece carbonul (grafitul) există în matricea din fontă sub formă sferică, efectul său de tăiere asupra matricei este îmbunătățit, iar rezistența la tracțiune, limita de curgere, plasticitatea și duritatea la impact a fontului ductil sunt mult îmbunătățite. De asemenea, are avantajele rezistenței la uzură, absorbției șocurilor, performanței bune a procesului și costurilor reduse. Acum a înlocuit pe scară largă fonta maleabilă și unele piese din oțel turnat și oțel forjat, cum ar fi arbori cotiți, biele, role, osii spate ale automobilelor etc.