7/25/2019 3. Materiale Fier-carbon

http://slidepdf.com/reader/full/3-materiale-fier-carbon 1/5

Fierul –are culoare cenusie, densitatea 7.86 g/cm3, duritatea este de 60…70 HB, rezistenta

mecanica la rupere 200…250 /mm2, rezilienta !"#$200…250 %/cm2, temperature de topire $

&53' grade "elsius, iartemperature de (ier)ere $ 2880 grade "elsius. *re retea cristalina

de tipcu) cu +olum centrat, dar prin incalzire la temperature de '&0 grace "elsius ,reteaua

cristalina din cu) cu +olum centrat se modi(ica in cu) cu (etecentrate, iar la &00 grade "elsius,re+ine la reteaua cu) cu +olum centrat.*ceste modi(icari ale tipului de retea poarta numele de

polimorfism, iar (iecare dintre starile cristaline poarta numele de modificatie polimorfica.

Carbonul – (ace parte din categoria elementelor nemetalice. *tuncicand are retea cu)ica

comple-a, car)onul se gaseste in natura su) denumireade diamante, iar atunci cand are retea

e-agonala, se gaseste in natura su)(orma de gra(it. *ceste doua (orme de car)on se comporta in

mod di(erit(ata de (ier, (unctie de temperature, iar in (ierul licid se dizol+a usor,(ormand solutiilicide. "ar)onul, in aliaele (iercar)on solidi(icate, seregaseste (ie dizol+ate in (ier, (ormand

solutii licide, (ie legat de (ierintr1un compus numit

cementita.

Materialele fier-carbon se impart in doua mari grupe

1.Fonte

2.Oteluri

ierul pur nu reprezint4 o importan 4 practic4. n scim), aliaele (ierului cu car)onulț

numite (ont4 i o el sunt materialele metalice cele mai utilizate n tenic4. onta este aliaulș ț

(ierului cu car)onul, care con ine ntre 2,&& i 6,67 car)on, iar o elul, aliaul (ierului cuț ș ț

car)onul care con ine su) 2,&& car)on. n a(ar4 de (ier i car)on, att (ontele ct i o elurile,ț ș ș ț

mai con in, n cantit4 i mici, i alte elemente caț ț ș  siliciu, mangan, sul( ,(os(or  9numite elemente

nso itoare:, care nu au putut (i complet ndep4rtate n procesul de ela)orare sau care au (ostț

introduse n mod +oit, pentru a le con(eri anumite propriet4 i 9elemente de aliere:.ț  ;2<

FONTA

onta este aliaul (ierului cu car)onul ,care contine intre 2,06 si ,3 car)on

,iar otelul ,aliaul (ierului cu car)onul care contine su) 2,06 car)on. =n a(ara de (ier si

car)on,atat (ontele cat si otelurile ,mai contin, in cantitati mici ,si alte elemente – 

siliciu ,mangan, sul(, (os(or9numite elemente insotitoare:care nu au putut (i complet

7/25/2019 3. Materiale Fier-carbon

http://slidepdf.com/reader/full/3-materiale-fier-carbon 2/5

indepartate in procesul de ela)orare sau care au (ost introduse in mod +oit ,pentru a le

con(eri anumite proprietati 9elemente de aliere:.

onta prezint4 urm4toarele caracteristici generale se toarn4 )ine, se prelucreaz4 prin a ciere,ș

dar nu se poate prelucra plastic 9nu se poate lamina sau (ora: i nu se poate suda. ontele turnateș

n piese mari sunt numite i (onte de a doua topire i se o) in din (onte )rute, prin retopirea nș ș ț

cuptoare speciale 9cu)ilouri: n scopul nl4tur4rii impurit4 ilor i a o) inerii anumitor compozi ii.ț ș ț ț

>le pot (i (onte cenu ii,(onte nodulare i (onte malea)ile.ș ș

• ontele cenu ii 9sim)ol c, urmat de ci(ra care ii indic4 rezisten a minim4 la rupere laș ț

trac iune, n da/cm2: se toarn4 (oarte )ine i se prelucreaz4 prin a ciere, (iind ie(tine.ț ș ș

• ontele nodulare 9sim)ol n (ont4 cu gra(it nodular: se o) in prin ad4ugareaț

de magneziu n )aia de (ont4. ?rezint4 propriet4 i mecanice la (el de )une ca o elul i seț ț ș

toarn4 la (el de )ine ca (onta cenu ie.ș

• ontele malea)ile 9sim)ol m: se o) in printrun tratament termic special 9deț

malea)ilizare:@ se pot prelucra )ine prin a ciere i au propriet4 i mecanice apropiate de aleș ș ț

o elului.ț

  onta se o)tine prin topirea si reducerea minereurilor de (ier in cuptoare speciale numite

(urnale.ontele o)tinute in (urnale se numesc fonte brute .Aupa compozitia cimica se deose)esc

in fonte brute obisnuite si fonte brute aliate.>le pot (i (olosite in

 ela)orarea otelului9(onte pentru a(inare:

 turnarea pieselor 9(onte pentru turnatorie:

  onta prezinta urmatoarele caracterisrici generalese toarna )ine, se lucreaza prin

asciere,dar nu se poate prelucra plastic9nu se poate lamina sau (ora:si nu se poate suda.

  Fontele turnate in piese mai sunt numite si (onte de a doua topire si se o)tin din (onte

 )rute ,prin retopirea in cuptoare speciale 9cu)ilouri:in scopul inlaturarii impuritatilor si a

o)tinerii anumitor compozitii.>le pot (i  fonte cenusii, fonte nodulare si fonte maleabile.

  C(ontele cenusii9sim)ol c,urmat de ci(ra care ii indica rezistenta minima de rupere la

tractiune,in da/cm2: se toarna (oarte )ine si se prelucreaza prin asciere,(iind ie(tine.

7/25/2019 3. Materiale Fier-carbon

http://slidepdf.com/reader/full/3-materiale-fier-carbon 3/5

  CC(ontele nodulare 9sim)ol gn(onta cu gra(it nodular:se o)tin prin adaugarea de

magneziu in )aia de (onta .?rezinta proprietati mecanice la (el de )une ca otelul si se toarna la (el

de )ine ca (onta cenusie.

  CCC(ontele malea)ile9sim)ol m:se o)tin printrun tratament termic special 9de

malea)ilizare:se poate prelucra )ine prin asciere ,are proprietati mecanice appropriate de ale

otelului.

2.OTELU!

O elulț  este un alia ce con ine caț  elemente principale (ierul iș  car)onul, a+nd un con inut deț

car)on su) 2,&& . *liaele (iercar)on cu mai mult de 2,&& car)on se numesc (onte. D elurileț

sunt materialele cu cea mai larg4 utilizare n industrie. ?ropriet4 ile lor pot s4 +arieze n limiteț

(oarte largi n (unc ie de con inutul de car)on i de alte elemente de aliere.ț ț ș

n (unc ie de con inutul n elemente de aliere, o elurile se mpart nț ț ț

• o eluri nealiateț   9numite i o eluri car)on:, care con in ca elemente principale doar (ierulș ț ț

i car)onulș

• o eluri aliateț  , care pe lng4 (ier i car)on con in i alteș ț ș

elemente nicel, crom, moli)den, +anadiu etc.

n condi ii de ecili)ru, cei mai importan i constituen i ai o elurilor nealiateț ț ț ț

sunt (erita, austenita, cementita  iș   perlita.

?entru a m)un4t4 i ct mai mult duritatea i rezisten a o elurilor, acestea se supun de regul4ț ș ț ț

unor tratamente termice cum ar (i c4lirea sau nitrurarea. Ecopul (inal al unor asemenea

tratamente este de o)icei o) inereaț  martensitei.

Dtelul se o)tine din (onta si (ier +eci 9deseuri:,prin topire si a(inare9 proces de o-idarea

a elementelor insotitoare si de eliminarea lor: in cuptoare speciale Eiemens

Fartin,con+ertizoare cu o-igen , cuptoare electrice, etc.

Dtelul se toarna )ine ,poate (i prelucrat prin de(ormare plastica –laminare 9in pro(iluri

laminate,rotund patrat , cornier ta)le ,te+i sarme groase:, tragere9in sarme su)tiri :, (orare 9in

 piese:poate (i prelucrat prin asciere @otelul cu continut mic de car)on poate (i sudat.

7/25/2019 3. Materiale Fier-carbon

http://slidepdf.com/reader/full/3-materiale-fier-carbon 4/5

?roprietatile mecanice ale otelului sunt superioare celor ale (ontei si ale maoritatii

metalelor si aliaelor utilizate in tenica .*ceasta este cauza pentru care maoritatea (ontei nu este

trans(ormata in piese ,ci constituie materia prima din care se o)tine otelul.

Aupa compozitia cimica se deose)escoteluri-carbon si oteluri aliate

a:Dteluricar)on

  Dtelurilecar)on sunt otelurile care,in a(ara de (ier,car)on si elemente insotitoare9mangan

,siliciu ,sul( , (os(or:,mai contine si alte elemente insotitoare 9introduse in mod +oit:.

  =n (unctie de destinatie ,se deose)esc

oteluricar)on pentru constructii@

  Coteluricar)on o)isnuite

  Coteluricar)on de calitate

oteluricar)on pentru scule@

  Otelurile –carbon obisnuite pentru constructii9sim)ol DG 00..DG 70: sunt produse

(olosite in mod curent (ara tratament cimic,la constructii metalice9sarme,nituri, ta)le ,

suru)uri ,cuie ,otel )eton,)alamale,etc.: si in constructia de masini,putand (i li+rate cu garantarea

caracteristicilor mecanice si cu garantarea compozitiei cimice.

  Otelurile –carbon de calitate pentru constructii 9sim)ol DG" &0…DG" 60:sunt oteluri

ela)orate mai ingriit carora li se garanteaza atat caracteristicile cimice cat si compozitia

cimica.Ee (olosesc cu tratament termic sau termocimic in constructii de masini 9pentru piesele

care lucreaza in conditii mecanice grele:.

Otelurile-carbon pentru scule9sim)ol DE" 7…DE" &3:sunt oteluri car)on superioare

carora li se garanteaza caracteristicile mecanice , compozitia cimica si structura . Eunt destinate

e-ecutarii sculelor de lacatuserie ,de tamplarie , a (erastraelor, a daltilor etc. 9adica a sculelor 

care prelucreaza metalele mai putine dure ,lemnul si materialele plastice etc.:.

 ):Dteluri aliate

7/25/2019 3. Materiale Fier-carbon

http://slidepdf.com/reader/full/3-materiale-fier-carbon 5/5

Dtelurile aliate sunt oteluri care,pe langa (ier,car)on si elementele insotitoare,contin si

elemente introduse in mod +oit9crom ,nicel, ol(ram: pentru a le con(eri anumite proprietati.

>le sunt destinate

constructiilor cu solicitari mecanice mari@

sculelor si uneltelor care prelucreaza metale si aliae dure@

unor utilizari speciale 9(a)ricarii arcurilor ,rulmentilor , pieselor rezistente la temperaturi

inalte, la uzura, la coroziune, etc:

Aintre otelurile aliate cele mai importante sunt

otelurile cu crom9pana la 5:care sunt ino-ida)ile si (oarte rezistente la tractiune@

otelurile cu nicel 9pana la 36i:care sunt (oarte rezistente la coroziune , la tractiune ,au

coe(icient de dilatatie (oarte mic si rezistenta electrica (oarte mare@

otelurile cu ol(ram9oteluri rapide :care sunt destinate e-ecutarii pieselor de asciere rapida.