Fontă ductilă: aplicații, proprietăți și tehnici de fabricație

1. Prezentare generală a fontului ductil

Fonta ductilă, cunoscută și sub denumirea de fontă nodulară sau fontă grafit sferoidal, este un tip de fontă caracterizată prin rezistență ridicată, ductilitate excelentă și rezistență la impact. Spre deosebire de fonta cenușie tradițională, fonta ductilă conține incluziuni nodulare de grafit, care împiedică propagarea fisurilor și sporesc duritatea. Este utilizat pe scară largă în industriile care necesită componente durabile și versatile.

2. Proprietăți mecanice

Proprietățile mecanice ale fontei ductile o fac potrivită pentru o gamă largă de aplicații de inginerie. Proprietățile cheie includ:

• Rezistență mare la tracțiune, de obicei variind de la 400 la 700 MPa.
• Alungire excelentă de 10-18%, oferind o ductilitate superioară comparativ cu fierul cenușiu.
• Rezistență bună la oboseală și impact, făcându-l fiabil sub sarcini ciclice.
• Rezistență la uzură, potrivită pentru componentele expuse la frecare sau abraziune.

3. Aplicații comune

Fonta ductilă este foarte apreciată pentru aplicațiile care necesită o combinație de rezistență, duritate și durabilitate. Aplicațiile comune includ:

• Tevi si fitinguri pentru retele de apa si canalizare.
• Componente auto, cum ar fi arbori cotiți, angrenaje și piese de suspensie.
• Piese de mașini grele, inclusiv echipamente agricole și de construcții.
• Supape industriale și carcase de pompe, unde rezistența la presiune și uzură este critică.

4. Tehnici de fabricație

4.1 Topire și aliere

Fonta ductilă este produsă prin topirea fontei și a deșeurilor într-un cuptor cu cupolă sau cu inducție. Elemente de aliere, cum ar fi magneziu sau ceriu, sunt adăugate pentru a induce formarea de grafit nodular. Controlul precis al compoziției chimice asigură proprietăți mecanice consistente.

4.2 Procesul de turnare

Fonta ductilă topită este turnată în matrițe pentru a crea componente de diferite forme și dimensiuni. Metodele comune de turnare includ:

• Turnare cu nisip pentru forme mari și complexe.
• Turnare de investiție pentru piese de precizie cu suprafețe netede.
• Turnare în carcasă pentru componente medii până la mici care necesită precizie dimensională ridicată.

4.3 Tratament termic

Tratamentul termic poate îmbunătăți în continuare proprietățile fontei ductile. Tratamentele obișnuite includ recoacere pentru a elimina stresul, călirea și revenirea pentru a crește duritatea și rezistența și normalizarea pentru a rafina microstructura.

5. Comparație cu Fierul Gri

Fonta ductilă oferă avantaje semnificative față de fonta gri tradițională în performanța mecanică. Tabelul de mai jos rezumă diferențele cheie: