Ferro colat blanc: propietats, aplicacions, estructura i característiques

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Inicialment, la tecnologia de la fosa es va dominar per primera vegada a la Xina al segle X, després de la qual cosa es va generalitzar a altres països del món. La base del ferro colat és un aliatge de ferro amb carboni i altres components. Una característica distintiva és que en la seva composició el ferro colat conté més d'un 2% de carboni en forma de cementita, que no es troba en altres metalls. Un destacat representant d'aquest aliatge és la fosa blanca, que s'utilitza en enginyeria mecànica per a la fabricació de peces, a la indústria i a la vida quotidiana.

Aparença

L'aliatge té un color blanc al trencament i una brillantor metàl·lica característica. L'estructura de ferro colat blanc és de gra fi.

Propietats

En comparació amb altres metalls, l'aliatge de ferro-carboni té les característiques i propietats següents:

• alta fragilitat;
• duresa augmentada;
• alta resistivitat;
• propietats d'emissió baixes;
• mecanització baixa;
• bona resistència a la calor;
• gran contracció (fins a un 2%) i mal farcit del motlle;
• baixa resistència a l'impacte;
• alta resistència al desgast.

La massa metàl·lica té una gran resistència a la corrosió en àcid clorhídric o nítric. Si hi ha carburs lliures a l'estructura, es produirà corrosió quan es col·loqui ferro colat en àcid sulfúric.

Les ferros colades blanques, que contenen un percentatge més baix de carboni, es consideren aliatges més resistents a les altes temperatures. A causa de l'augment de la resistència mecànica i la tenacitat que apareixen quan s'exposen a altes temperatures, es minimitza la formació d'esquerdes a les peces de fosa.

Composició

L'aliatge de ferro i carboni es considera més barat que l'acer. El ferro colat blanc conté ferro i carboni, que es troben en estat lligat químicament. L'excés de carboni, que no està present en la solució sòlida de ferro, es troba en estat combinat en forma de carburs de ferro (cementita) i en la fosa aliada en forma de carburs especials.

Vistes

Depenent de la quantitat de carboni a la fosa blanca, es divideix en els tipus següents:

1. Hiotèctic conté entre un 2,14% i un 4,3% de carboni i després d'un refredament complet adquireix l'estructura de perlita, cementita secundària i ledeburita.
2. Eutectic conté un 4,3% de carboni i té una estructura en forma de fons clar de cementita, que està esquitxat de grans foscos de perlita.
3. Hyotectic té entre un 4,3% i un 6,67% de carboni en la seva composició.

Aplicació

Segons les propietats anteriors,es pot concloure que no té sentit practicar el processament tèrmic i mecànic de la fosa blanca. L'aliatge només va trobar la seva aplicació principal en forma de fosa. En conseqüència, la fosa blanca obté les millors propietats només si es compleixen totes les condicions de fosa. Aquest mètode de processament s'utilitza activament si és necessari produir productes massius que han de tenir una gran duresa superficial.

A més, el ferro colat blanc es recuit, donant lloc a ferros colats mal·leables, que s'utilitzen per fer peces de fosa de parets primes, per exemple:

• peces d'automòbil;
• productes agrícoles;
• peces per a tractors, combines, etc.

L'aliatge també s'utilitza per fer plaques amb superfícies nervades o llises, i també s'utilitza activament en la producció d'acer i ferro gris.

L'ús de ferro colat blanc a l'agricultura com a metall estructural és força limitat. Molt sovint, l'aliatge de ferro i carboni s'utilitza per a la fabricació de peces per a màquines hidràuliques, llançadors de sorra i altres mecanismes que poden funcionar en condicions d'augment del desgast abrasiu.

ferros colats refrigerats

Aquest aliatge es considera un tipus de ferro colat blanc. És possible aconseguir un refredament de 12-30 mm refredant ràpidament la superfície de l'aliatge ferro-carboni. Estructura del material: la part superficial està feta de ferro colat blanc i gris al nucli. Les rodes, les boles per a molins i els rodets de laminació es fabriquen amb aquest material, que es muntenmàquines per processar xapa.

Elements d'aliatge de l'aliatge

Les substàncies d'aliatge introduïdes especialment a la composició de la fosa blanca poden donar una major resistència al desgast i resistència, resistència a la corrosió i resistència a la calor. Segons la quantitat de substàncies afegides, es distingeixen aquests tipus de ferro colat:

• aliatge de baix aliatge (fins a un 2,5% de substàncies auxiliars);
• aliatge mitjà (del 2,5% al 10%);
• altament aliat (més del 10%).

Es poden afegir elements d'aliatge a l'aliatge:

• chrome;
• sofre;
• níquel;
• coure;
• molibdè;
• titani;
• vanadi,
• silici;
• alumini;
• manganès.

La fosa blanca aliada té propietats millorades i s'utilitza sovint per a la colada de turbines, pales, molins, peces per a ciment i forns convencionals, pales de màquines de bombeig, etc. L'aliatge ferro-carboni es processa en dos forns, el que fa és possible portar el material a una determinada composició química:

• a la cúpula;
• als forns elèctrics.

Les peces de fosa de ferro colat blanc es recoixen en forns per estabilitzar les dimensions requerides i alleujar l'estrès intern. La temperatura de recuit pot augmentar fins a 850 graus. El procés d'escalfament i refrigeració s'ha de fer lentament.

Marcat o designació de ferro colat blanc amb impuresescomença amb la lletra H. Quins elements d'aliatge encaixen en la composició de l'aliatge es poden determinar amb les lletres posteriors del marcatge. El nom pot contenir números que indiquen el percentatge de substàncies addicionals que caben a la fosa blanca. Si el marcatge conté la designació Ш, això significa que l'estructura de l'aliatge conté grafit esfèric.

Tipus de recuit

Per a la formació de ferro colat blanc a la indústria, s'utilitza un refredament ràpid de l'aliatge. Avui en dia, els següents tipus principals de recuit d'aliatge de carboni s'utilitzen activament:

• El recuit suavitzant s'utilitza principalment per augmentar la ferrita en la composició de ferro colat;
• recuit per alleujar les tensions internes i minimitzar les transformacions de fase;
• recuit de grafitització, que resulta en ferro colat mal·leable;
• normalització a una temperatura de 850-960 graus, donant lloc a grafit i perlita, així com una major resistència al desgast i resistència.

Informació addicional

Fins ara, s'ha demostrat que no hi ha cap relació directa entre la resistència al desgast i la duresa d'un aliatge de carboni. Només a causa de l'estructura, és a dir, la disposició de carburs i fosfurs en forma de reixeta regular o en forma d'inclusions uniformes, s'aconsegueix una major resistència al desgast.

La força de la fosa blanca es veu afectada més intensament per la quantitat de carboni, i la duresa depèn dels carburs. La major força i duresa són aquelles ferros colades quetenen una estructura martensítica.