Proprietăți termice ale fontei
Fierul, ca orice alt metal, are următoarele proprietăți: termică, fizică, mecanică, hidrodinamică, electrică, tehnologică, chimică. Să luăm în considerare fiecare proprietate în detaliu.
Capacitatea de căldură
Capacitatea termică a fontei este determinată de regula de deplasare. Când capacitatea de căldură a fontei atinge o perioadă de temperatură, începutul căruia începe la o temperatură a cărei valoare este mai mare decât transformarea de fază și se termină la un punct egal cu punctul de topire, capacitatea de căldură a fontei ia valoarea de 0,18 cal /
Dacă punctul de topire depășește valoarea absolută, capacitatea de căldură este de 0,23 ± 0,03 cal / Go C. Dacă are loc procesul de întărire, efectul de căldură este egal cu 55 ± 5 cal. Efectul termic depinde de cantitatea de perlit, când are loc transformarea perlitică. De obicei, este nevoie de valoarea de 21,5 ± 1,5 kcal / g.
Valoarea capacității de încălzire a volumului se consideră a fi produsul gravitației specifice pe căldură specifică. Pentru fonta solidă, această valoare este de 1 cal / cm3 * ° C, pentru fierul lichid - 1,5 cal / cm 3 * ° С.
Capacitatea specifică de căldură a fontei este de 540 J / kg C.
Căldura specifică din fontă și alte metale sub formă de masă
Conductivitate termică
Spre deosebire de capacitatea de căldură, conductivitatea termică nu este determinată de regula de polarizare. Numai în cazul unei modificări a valorii grafitizării, compoziția fontei va influența conductivitatea termică.
Difuzivitate termică
Difuzia termică a fontei solide (pentru calculele mari) poate fi considerată egală cu conductivitatea termică și fierul lichid până la 0,03 cm2 / sec.
Punctul de topire
Fonta topită se topește la 1200 ° C. Această temperatură este sub punctul de topire al oțelului cu 300 de grade. Cu un conținut crescut de carbon, acest element chimic are o legătură moleculară la nivel molecular cu atomii de fier.
În timpul topirii fierului și a cristalizării acestuia, componenta de carbon nu poate pătrunde complet în rețeaua structurală de fier. Din acest motiv, materialul din fontă încearcă pe proprietatea fragilității. Fonta este utilizată pentru componente care necesită o rezistență sporită. Cu toate acestea, fonta nu este utilizată la fabricarea articolelor care vor fi supuse încărcărilor dinamice constante.
Tabelul de mai jos indică punctul de topire al fontei în comparație cu alte metale.
Temperatura de topire a fontei și a altor metale
Caracteristici fizice
Greutatea materialului variază în funcție de cantitatea de carbon legat și de prezența unui anumit procent de porozitate. Greutatea specifică a fontei la punctul de topire poate fi redusă semnificativ, în funcție de prezența impurităților în fontă.
În plus, dilatarea liniară a metalului și structura fontei variază în funcție de starea fiecărui indice. Adică, ele sunt cantități dependente.
Greutatea specifică a fiecărui fontă diferă în funcție de tipul de material. În fierul gri, greutatea specifică este de 7,1 ± 0,2 g / cm3 pentru fierul alb - 7,5 ± 0,2 g / cm3 pentru fier maleabil - 7,3 ± 0,2 g / cm3.
Volumul fontei, care trece prin temperatura transformărilor de fază, atinge o creștere de 30%. Cu toate acestea, când este încălzit la 500 ° C, volumul crește cu 3%. Creșterea este ajutată de elementele care formează grafit. Componentele care formează carburi inhibă creșterea volumului. Aceeași creștere împiedică aplicarea acoperirilor galvanice pe suprafață.
Să vorbim despre densitatea fontei de mai jos.
Densitatea materialului descris, fontă, este egală cu 7,2 g / cm3. În comparație cu alte metale și aliaje din fontă, această valoare a densității este destul de ridicată.
Datorită valorii de densitate bună, fonta este folosită pe scară largă pentru turnarea unei varietăți de piese în industrie. Conform acestei proprietăți, fonta este ușor inferioară unor oțeluri.
Caracteristici mecanice
Limita de rezistență
Limita de rezistență a fontei în timpul comprimării depinde de structura materialului însuși. Structurile componente își câștigă forța împreună cu creșterea nivelului de dispersie. La limita puterii au un efect puternic asupra numărului, mărimii, distribuției și incluziunilor formate-grafite. Limita de rezistență este redusă cu o valoare apreciabilă dacă incluziunile de grafit sunt aranjate sub forma unui lanț. Acest aranjament reduce coerența masei metalice.
Rezistența maximă atinge o valoare maximă, când grafitul preia o formă sferoidală. Această formă este obținută fără influența temperaturii, dar când ceriul și magneziul sunt incluși în masa de fontă.
- Atunci când punctul de topire este ridicat la 400 ° C, rezistența maximă nu se schimbă.
- Dacă temperatura crește peste această valoare, limita de rezistență scade.
- Rețineți că la o temperatură de 100 până la 200 ° C puterea maximă poate fi redusă cu 10-15%.
ductilitate
Ductilitatea fontei depinde în mare măsură de forma grafitului și, de asemenea, depinde de structura masei metalice. Dacă incluziunile de grafit sunt sferoidale, procentul de alungire poate ajunge la 30.
- În fonta cenușie obișnuită, alungirea atinge doar o zecime dintr-o fracțiune.
- În fontă cenușie, alungirea este de 1,5%.
Elasticitatea depinde de forma grafitului. Dacă incluziunile de grafit nu s-au schimbat și temperatura a crescut, atunci elasticitatea rămâne la aceeași valoare.
Modulul de elasticitate este considerat o valoare condiționată, deoarece are o valoare relativă și este direct dependentă de prezența incluziunilor de grafit. Modulul de elasticitate scade dacă numărul incluziunilor de grafit crește. În mod similar, modulul de elasticitate crește dacă forma incluziunilor este îndepărtată de forma globulară.
Rezistența la impact
Acest indicator reflectă proprietățile dinamice ale materialului. Rezistența la impact a fontei este mărită:
Limita staminei
Limita de anduranță a fontei devine mai mare atunci când crește frecvența încărcării și limita de rezistență devine mai mare.
Proprietăți hidrodinamice
Vâscozitate dinamică
Procesul este afectat de valoarea temperaturii. Astfel, viscozitatea devine mai mică cu un raport direct proporțional de două temperaturi (temperatura experimentului de trecere și începutul solidificării).
Tensiune de suprafață
Această cifră este egală cu 900 ± 100 dyne / cm2. Valoarea crește cu o scădere a cantității de carbon și suferă schimbări semnificative în prezența constituenților nemetalici.
toxicitate
Fonta este adesea confecționată din fontă. Faptul este că, ca material, fonta nu are toxicitate și tolerează perfect schimbările de temperatură.
Caracteristici electrice
Conductivitatea electrică a fontei este estimată folosind legea lui Kurnakov. Rezistența electrică a unor specii este dată mai jos:
- fontă albă - 70 ± 20 Mk · oi · cm.
- fontă cenușie - 80 ± 40 Mk · oi · cm.
- fontă maleabilă - 50 ± 20 Mk · oi · cm.
Conform efectului de slăbire a rezistenței electrice, elementele din fontă solidă pot fi aranjate după cum urmează: primul este siliciul. al doilea - mangan, al treilea - crom, al patrulea - nichel. al cincilea este cobaltul.
Caracteristici tehnologice
Debitul lichid poate fi determinat prin diverse metode. Acest indicator depinde de forma și proprietățile fontei.
Curgerea lichidelor devine mai mare atunci când:
- supraîncălzirea crește;
- vâscozitatea scade;
- devine mai puțin solidificare.
De asemenea, debitul de fluid depinde de căldura de fuziune și capacitatea de căldură.
Proprietăți chimice
Rezistența la coroziune a materialului depinde de mediu și de structura sa. Dacă luăm în considerare fonta turnată din partea potențialului de electrod descrescător, constituenții acesteia au următorul aranjament: grafit-cementită, fosfid eutectic-ferită.
Trebuie remarcat faptul că diferența de potențial dintre grafit și ferită este de 0,56 V. În cazul unei creșteri a dispersiei, rezistența la coroziune devine mai mică. Cu o scădere puternică a dispersiei, apare acțiunea inversă, rezistența la coroziune scade. Rezistența fontei este de asemenea afectată de elementele de aliere.
Efectul impurităților asupra caracteristicilor metalului
- Astfel, manganul inhibă procesul de grafitizare. Eliberarea grafitului este suspendată, prin urmare, fonta dobândește capacitatea de albire.
- Sulful dăunează caracteristicilor de turnătorie și mecanice.
- Sulfurile se formează în principal din fontă cenușie.
- Fosforul îmbunătățește proprietățile de turnare, crește rezistența la uzură și crește duritatea. Cu toate acestea, în acest context, fonta rămâne încă fragilă.
- Siliconul influențează mai mult structura materialului. În funcție de cantitatea de pietre, sunt produse fontă albă și ferită.
Pentru a obține anumite caracteristici, impuritățile speciale sunt adesea introduse în fontă atunci când sunt produse. Astfel de materiale se numesc aliaje de aluminiu turnate. În funcție de elementul adăugat, fonta poate fi numită aluminiu. crom, sulfuric. Practic, elementele sunt introduse pentru a obține un material rezistent la uzură, rezistent la căldură, nemagnetic și rezistent la coroziune.
StroyRes.NET este o revistă online despre materialele de construcție. Aici veți găsi descrierea acestora și proprietățile fizice și chimice. Vorbim despre sferele de aplicare cu lecții practice și, de asemenea, se referă la problemele de producție, livrare și stocare a materialelor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: