Fontă

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Fontă
Caracteristici generale
Compoziţie Fier și grafit (sau cementită)% C> 2.1
Aspect gri închis
Starea de agregare (în cs ) solid
Proprietăți fizico-chimice
Densitate (g / cm 3 , în cs ) 7.9
Temperatura de topire ( K ) 1150 ÷ ​​1350 ° C
Proprietăți mecanice
Rezistența la compresiune (kg f / m 2 ) > 900 N / mm 2
Duritate Brinell (kg f / mm 2 ) > 180

Fonta (numită și ferraccio până în secolul al XIX-lea [1] datorită calității mai scăzute și a prelucrării mai slabe în comparație cu oțelul ușor ) este un aliaj feroase format în principal din fier și carbon cu un conținut relativ ridicat de carbon (2,06% <C <6,67% care este limita de saturație) obținută prin reducerea sau tratamentul termic al minereurilor de fier.
Fontele sunt clasificate ca hipoeutectice, eutectice sau hipereutectice dacă conținutul de carbon este, respectiv, mai mic de 4,3%, egal cu 4,3% sau mai mare de 4,3% [2] .

Aliajele feroase cu conținut de carbon 0,08% <C <2,06% sunt oțeluri .

Fonta se topește la aproximativ 1150 ° C cu un conținut de carbon de 4,3% (punct eutectic ). Pe măsură ce conținutul de carbon crește sau scade, temperatura de topire crește.

Producție

Podul de Fier , un pod care traversează Severnul , realizat în întregime din fontă
Turnarea fontei
Soba din fonta
Tigaie din fontă

Producția de fontă are loc în general prin reducerea oxizilor de fier prin arderea cocsului în contact cu acestea, în echipamente numite furnale . Minereul este aranjat în straturi alternative cu carbon cu cocsură cu conținut scăzut de sulf; fierul conținut în mineral, când ajunge la starea topită, picură în jos și se colectează în recipiente speciale.

Din anii 1990 , procesul Corex a fost disponibil comercial și poate înlocui furnalul prin introducerea a numeroase avantaje, inclusiv eliminarea cuptorului cu cocs [3] .

Utilizarea principală a fontei este cea intermediară în producția de oțel, care se obține prin decarburarea fontei în echipamente numite convertoare în care este suflat oxigen sau aer: gazul, reacționând cu carbonul, își reduce rata în metal topit și este evacuat ca dioxid de carbon.

În comparație cu oțelul ușor (C <1,5%), fonta are o duritate mai mare, prin urmare o rezistență mai mare la abraziune și o rezistență mai mică, prin urmare o fragilitate mai mare și, de asemenea, are un coeficient de expansiune termică mai mic (10 ppm față de 12 ppm, adică aproximativ 20% mai puțin), această caracteristică, adăugată la efectul de lubrifiere a carbonului prezent în aliaj sub formă de grafit, îl face potrivit pentru cuplaje în care există variații de temperatură. În plus, prezența carbonului în cantități mari în fontă are o activitate anti-rugină considerabilă, astfel încât adesea produsele din fontă și în special mobilierul urban ( bănci , fântâni , capace de vizitare ) sunt vopsite nu în scopul protecție specială, dar numai din motive estetice.

Structura cristalină discontinuă (microstructura) din fontă constituie un amortizor al vibrațiilor mecanice.

Spre deosebire de oțel, care poate fi modelat în principal numai prin forjare, deoarece la temperatura de topire se lichefiază în timp ce rămâne remarcabil de vâscos, fonta, datorită vâscozității sale scăzute la temperatura de topire, este, de asemenea, utilizată în mare măsură în producția de piese turnate. Acestea constau în realizarea formei negative a ceea ce doriți să obțineți și cu turnarea ulterioară a fontei lichide în matriță care, urmând să ocupe partea goală, își asumă forma dorită. Piesele turnate din fontă cu materiale de calitate permit crearea de forme complexe și detalii minuscule. Răcirea pieselor turnate afectează structura fontei care este albă dacă răcirea este rapidă sau dacă răcirea este lentă.

În trecut, turnarea fontei a avut loc exclusiv pe pământ ; apoi am trecut la turnarea cu coajă ; astăzi am ajuns la turnarea continuă, din care se obține fonta care se mai numește și fontă hidraulică . Barele de turnare continuă, datorită compactității lor extreme și absenței absolute a găurilor de suflare, sunt de o calitate excelentă. Procesul de turnare continuă permite obținerea unei bare cu un profil constant și, în plus, caracteristicile mecanice sunt clar mai bune, pentru același aliaj, decât cele ale unei turnări tradiționale de pământ. Puteți utiliza acest tip de fontă, așa cum sugerează și numele, la producerea supapelor și a componentelor hidraulice fără riscul scurgerii fluidului hidraulic datorită găurilor de suflare.

Caracteristicile care permit utilizarea convenabilă a fontei în multe aplicații sunt:

  • economie în producție;
  • rezistenta la uzura;
  • buna prelucrare cu mașini-unelte;
  • posibilitatea de a crea forme foarte complexe prin turnare simplă;
  • fuzibilitate excelentă
  • duritate, care ca contrapartidă implică fragilitate

Caracteristicile mecanice excelente ale materialului și ușurința formării explică utilizarea pe scară largă a acestuia, chiar și în produsele actuale de bună tehnologie, cum ar fi monoblocurile motoarelor auto. Ușurința de turnare permite ca această operație primară să fie, de asemenea, cea definitivă pentru a da forma (cu excepția procesării finale), în timp ce pentru oțel, forjarea la cald și prelucrarea mecanică la rece sunt energetic costisitoare și implică reluarea procesării, depozitării și vremii.

Tipuri de fontă

Fonta poate fi clasificată în [4] :

Istoria fontei

În bazinul mediteranean , primele încercări de a produce fontă pot fi urmărite de peste 1000 de ani î.Hr.: minereurile de fier au fost încălzite cu cărbune în forjele rudimentare. Dezvoltarea fontei a început în Europa relativ târziu, având în vedere că cuptoarele au reușit doar să depășească ocazional 750 ° C (temperatura minimă de topire a combinației fier - carbon cu prezența carbonului de 0,81%).

De fapt, „fierul” a fost produs de fapt direct ca „oțel”, deoarece carbonul neprezent prezent în cărbune a fost combinat cu fierul. S-a lovit masa roșie și spongioasă produsă, din care a apărut prezența ciocanelor în apropierea cursurilor de apă, până când au fost expulzate impuritățile minerale conținute. Operațiunea se numește baltire . În timpul operației, oțelul a fost supus la numeroase operații de pliere care au favorizat formarea fibrelor.

În munții de deasupra Bienno , în Val Camonica , a fost găsit un cuptor cu un bloc de „ferraccio” datând în jurul anului 700 d.Hr., un semn al progresului tehnic bun al cuptoarelor, capabil să depășească 900 ° C și să se apropie de 1200 ° C .

Fonta a fost un produs secundar nedorit al producției de fier cu burete în cuptoare scăzute deosebit de eficiente. S-a găsit o utilizare limitată, împreună cu fierul moale, în producția de oțel pachet . Pentru o mare parte a Evului Mediu din Europa de Vest, producția de oțel a continuat să se bazeze pe bătăile bureților obținuți în cuptoarele joase.

În secolele următoare, în diferite părți ale Europei, un rafinament progresiv al metodelor de construcție a cuptoarelor a dus la crearea primelor cuptoare „turn”, strămoși ai furnalelor moderne, sub diferite forme.

Două dintre cele mai vechi situri de producție pentru fontă folosind cuptoare turn au fost găsite în Lapphyttan și Vinarhyttan, Suedia , și sunt datate între 1150 și 1350 .

În timp ce cuptoarele cupole pentru producerea buretelui metalic trebuiau distruse la sfârșitul arderii, așa-numitele cuptoareStuckofen ”, „Norvegiene” și „Brescia” au funcționat cu un proces continuu și au consumat mai puțin combustibil, fiind capabil să producă până la 1300-1500 kg de fier pe zi consumând 3000-3200 kg de cărbune în lemn .

Fonta era un material excelent de turnătorie, dar avea calități mecanice slabe. Cu tehnicile vremii, numai cantități mici puteau fi decarburate pentru a obține oțel lucrabil; din acest motiv, forjele catalane au rămas în uz în Europa și America de Nord până la sfârșitul secolului al XVIII-lea .

La sfârșitul secolului al XIV-lea a început să apară o piață specifică pentru fontă, determinată de nevoia de a produce tunuri și ghiulele și a început să fie produsă în diferite părți ale Europei în cuptoare turn care foloseau cărbune ca agent de reducere .

Termenul „fontă” derivă din germanul „Gusseisen”, care indică cu precizie fonta și care înseamnă literalmente „fontă” [5] .

Utilizarea dialectală și figurativă a termenului

La Milano „el ghisa” este porecla familiară dată polițistului rutier, probabil din cauza uniformei negre, care de fapt amintește de culoarea pieselor turnate din fontă. Alții susțin că acest nume se datorează emblemei din fontă pe care o poartă pe cască. Cea mai probabilă origine este faptul că pălăria înaltă cenușie pe care o purta brigada în 1860 a reamintit țevile din fontă ale anumitor sobe sau țevile jgheabului care în vremuri antice se numeau „canón de stua” , tocmai „butoi de sobă” [ 6] .
În lumea alpinismului și alpinismului sportiv, termenul „fontă” subliniază modul în care mușchii antebrațelor, după diverse eforturi, s-au întărit într-o asemenea măsură încât nu se mai pot relaxa și astfel generează o nouă contracție. Este obișnuit să auzi expresii precum „Am brațe ghisate” sau „Sunt ghisato” pentru a însemna că mușchiul este întărit din cauza sufocării vaselor de sânge și a eliminării împiedicate a acidului lactic și a substanțelor reziduale generate în timpul sportului. [7]
În haltere, greutățile sunt denumite în general „fontă”, deoarece majoritatea echipamentelor utilizate în acest sport sunt fabricate din acest material. [ fără sursă ]

Notă

  1. ^ Dicționarul Sabatini Coletti din limba italiană , pe dictionare.corriere.it . Adus pe 21 februarie 2014 .
  2. ^ Fontă , pe treccani.it . Adus pe 14 martie 2019 .
  3. ^ Corex Process , la ietd.iipnetwork.org , Industrial Efficiency Technological Database http://ietd.iipnetwork.org . Adus pe 14 martie 2019 (depus de „url original 6 august 2018).
  4. ^ Clasificare și desemnare din fontă ( PDF ), pe digilander.libero.it , 22 martie 2015. Accesat pe 14 martie 2019 .
  5. ^ Fontă , pe etimo.it , dicționar etimologic online, etimo.it. Adus pe 14 martie 2019 .
  6. ^ „Fonta”: porecla ciudată a poliției rutiere din Milano , pe arredodesigncitta.it , http://www.arredodesigncitta.it , 10 mai 2013. Adus pe 14 martie 2019 .
  7. ^ De ce ne simțim ghisato? , pe sestogrado.it . Adus pe 14 martie 2019 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tesauro BNCF 24355 · LCCN (EN) sh85020635 · GND (DE) 4022578-1 · BNF (FR) cb11947594x (dată) · NDL (EN, JA) 00.573.955