ALIAJE
Aliaje feroase și neferoase
A) Aliajele feroase
- FONTA
Fierul pur nu prezintă importanță practică. În schimb, aliajele fierului cu carbonul, fonta și oțelul – sunt materialele metalice cele mai utilizate în tehnică.
Fonta este aliajul fierului cu carbonul, care conține între 2,06% și 4,3% carbon, iar oțelul, aliajul fierului cu carbonul care conține sub 2,06% carbon. În afară de fier și carbon, atât fontele cât și oțelurile, mai conțin, în cantități mici, și alte elemente, siliciu, mangan, sulf, fosfor (numite elemente însoțitoare), care nu au putut fi complet îndepărtate în procesul de elaborare sau care au fost introduse în mod voit, pentru a le conferi anumite proprietăți (elemente de aliere).
Fonta se obține prin topirea și reducerea minereurilor de fier în cuptoare speciale numite furnale. Fontele obținute în furnale se numesc fonte brute. După compoziția chimică se deosebesc în fonte brute obișnuite și fonte brute aliate. Ele pot fi folosite în:
~ elaborarea oțelului (fonte pentru afânare)
~ turnarea pieselor (fonte pentru turnătorie)
Fonta prezintă următoarele caracterisrici generale: se toarnă bine, se lucrează prin așchiere, dar nu se poate prelucra plastic (nu se poate lamina sau forja) și nu se poate suda.
Fontele turnate în piese mai sunt numite și fonte de a doua topire și se obțin din fonte brute, prin retopirea în cuptoare speciale (cubilouri) în scopul înlăturării impurităților și a obținerii anumitor compoziții. Ele pot fi: fonte cenușii, fonte nodulare și fonte maleabile.
*fontele cenușii (simbol Fc, urmat de cifra care îi indică rezistența minimă de rupere la tracțiune, în daN/cm2) se toarnă foarte bine și se prelucrează prin așchiere, fiind ieftine.
**fontele nodulare (simbol Fgn-fontă cu grafit nodular) se obțin prin adăugarea de magneziu în baia de fontă. Prezintă proprietăți mecanice la fel de bune ca oțelul și se toarnă la fel de bine ca fonta cenușie.
***fontele maleabile (simbol Fm) se obțin printr-un tratament termic special (de maleabilizare) se poate prelucra bine prin așchiere, are proprietăți mecanice apropriate de ale oțelului.
- OȚELURI
Oțelul se obține din fontă și fier vechi (deșeuri), prin topire și afânare (proces de oxidare a elementelor însoțitoare și de eliminare a lor) în cuptoare speciale: Siemens-Martin, convertizoare cu oxigen, cuptoare electrice, etc.
Oțelul se toarnă bine, poate fi prelucrat prin deformare plastică –laminare (în profiluri laminate, rotund pătrat, cornier: table, țevi, sârme groase), tragere (în sârme subțiri ), forjare (în piese) – poate fi prelucrat prin așchiere; oțelul cu conținut mic de carbon poate fi sudat.
Proprietățile mecanice ale oțelului sunt superioare celor ale fontei și ale majorității metalelor și aliajelor utilizate în tehnică. Aceasta este cauza pentru care majoritatea fontei nu este transformată în piese, ci constituie materia primă din care se obține oțelul.
După compoziția chimică se deosebesc: oțeluri-carbon și oțeluri aliate
- Oțeluri-carbon
Oțelurile-carbon sunt oțelurile care, în afară de fier, carbon și elemente însoțitoare (mangan, siliciu, sulf, fosfor), mai conține și alte elemente însoțitoare (introduse în mod voit).
- În funcție de destinație, se deosebesc:
*oțeluri-carbon pentru construcții;
*oțeluri-carbon obișnuite
*oțeluri-carbon de calitate
*oțeluri-carbon pentru scule;
Oțelurile-carbon obișnuite pentru construcții (simbol OL 00..OL 70) sunt produse folosite în mod curent fără tratament chimic, la construcții metalice (sărme, nituri, table, șuruburi, cuie, oțel beton, balamale, etc.) și în construcția de mașini, putând fi livrate cu garantarea caracteristicilor mecanice și cu garantarea compoziției chimice.
Oțelurile-carbon de calitate pentru construcții (simbol OLC 10…OLC 60) sunt oțeluri elaborate mai îngrijit cărora li se garanteaza atât caracteristicile chimice cât și compoziția chimică. Se folosesc cu tratament termic sau termochimic în construcții de mașini (pentru piesele care lucrează în condiții mecanice grele).
Oțelurile-carbon pentru scule (simbol OSC 7…OSC 13) sunt oțeluri carbon superioare cărora li se garantează caracteristicile mecanice, compoziția chimică și structura. Sunt destinate executării sculelor de lăcătușerie, de tâmplărie, a ferăstraelor, a dălților etc. (adică a sculelor care prelucrează metalele mai puțin dure, lemnul și materialele plastice etc.).
