CAPITOLUL I

PROPRIETATILE SI INCERCARILE METALELOR SI ALIAJELOR

1. Proprietatile metalelor si aliajelor

Se cunoaste, din studiul chimiei, ca elementele chimice se impart in doua grupe principale: metale si

nemetale. Se numesc metale elementele chimice care au urmatoarele proprietati fizice comune:

• sunt bune conducatoare de electricitate si caldura;

• prezinta un luciu metalic caracteristic;

• sunt maleabile si ductile;

• in stare solida au o structura cristalina.

La râ ndul lor, metalele se impart in doua categorii: feroase si neferoase. Din grupa metalelor feroase fac

parte fierul si aliajele sale (otelul carbon, otelul aliat, fonta cenusie, fonta maleabila etc.), iar din grupa celor

neferoase amintim aluminiul, zincul, cuprul etc.

Aliajele sunt acele materiale metalice care se obtin prin topirea sau difuziunea metalelor intre ele sau a

metalelor cu nemetalele si care pastreaza caracteristicile generale ale metalelor. Ca exemplu de aliaje se pot

mentiona: otelul, care este un aliaj al fierului cu carbonul, sau bronzul, un aliaj al cuprului cu staniul. Elementele

principale care intra in alcatuirea unui aliaj constituie componentii aliajului. Componentul care predomina in raport

cantitativ in aliaj se numeste component de baza. In aliaj se introduc si elemente de aliere, in mod intentionat,

pentru conferirea anumitor proprietati. De asemenea se intâ lnesc si componente nedorite, numite impuritati.

In industrie si mai ales in industria constructoare de masini metalele pure se utilizeaza mai rar decâ t

aliajele, deoarece acestea din urma, de cele mai multe ori, au proprietati superioare datorita, tocmai, elementelor de

aliere. De exemplu: capacitatea de aschiere este imbunatatita, rezistenta si capacitatea de a rezista la temperaturi

inalte sau la actiunea acizilor sunt marite.

1.1 PROPRIETATILE FIZICE ALE METALELOR SI ALIAJELOR

Proprietatile fizice ale metalelor si aliajelor se refera la comportarea metalelor sub actiunea diferitelor

fenomene si procese fizice, cum ar fi actiunea gravitatiei, schimbarea temperaturii, actiunea câ mpului electric sau

magnetic. Principalele proprietati fizice ale metalelor si aliajelor sunt:

a) Densitatea (ρ)

Prin densitate se intelege masa unitatii de volum, sau raportul dintre masa si volumul materialului.

ρ = M/V [kg/m3] (1.1)

Densitatea metalelor variaza de la 530 kg/m3 (litiul, cel mai usor metal) pâ na la 22500 kg/m3 (osmiul, cel

mai greu metal).

Din punct de vedere al densitatii metalele se impart conventional in: metale ultrausoare (cu densitatea mai

mica de 2000 kg/m3), metale usoare (cu densitatea intre 2000...4000 kg/m3, exemplul caracteristic fiind aluminiul -

2700 kg/m3), metale semiusoare (cu densitatea intre 4000...6000 kg/m3, exemplu caracteristic fiind titanul - 4500

kg/m3), metale grele (cu densitatea intre 6000...10000 kg/m3, exemplu grupei fiind fierul - 7800 kg/m3) si metale

foarte grele (cu densitatea mai mare de 10000 kg/m3, de exemplu aurul - 19280 kg/m3).

Aliajele au densitati apropiate de cele ale metalelor de baza din componenta lor. In multe cazuri, densitatea

metalelor si aliajelor determina domeniul utilizarii lor. Astfel, de exemplu, aluminiul este preferat drept conductor

electric in locul cuprului, aliajele de magneziu intra in componenta aparatelor portabile si de zbor etc.

b) Greutatea specifica (γ)

Prin greutate specifica se intelege greutatea unitatii de volum, sau raportul dintre greutate si volumul

materialului.

γ = G/V [N/mm3] (1.2)

Cunoscâ nd dimensiunile, respectiv volumul unei piese si greutatea specifica a materialului se poate calcula

greutatea piesei dupa formula:

G = V×γ [N] (1.3)

c) Fuzibilitatea

Fuzibilitatea reprezinta proprietatea metalului de a trece, in urma incalzirii sale, din stare solida in stare

lichida. Temperatura de topire (punctul de topire) este temperatura la care sub actiunea caldurii, un metal pur trece

din stare solida in stare lichida. Sa masoara in grade Celsius sau Kelvin. Legatura intre temperatura absoluta T,

masurata in grade Kelvin (K) si temperatura „t“ exprimata in grade Celsius (oC) este data de relatia:

T = t [oC] + 273,16 [K] (1.4)

In functie de temperatura de topire, metalele se grupeaza, conventional, in: metale usor fuzibile (cu punctul

de topire sub 1000 oC - sodiul, aluminiul, zincul, plumbul, staniul), metale greu fuzibile (cu punctul de topire intre

1000...2000 oC - cuprul, nichelul, fierul), metale refractare cu punctul de topire peste 2000 oC - molibdenul,

tantalul, wolframul). In tabelul 1.1 sunt date densitatile si punctele de topire pentru câ teva metale.

Prin adaugarea unui alt element in compozitia aliajului, punctul de topire al acestuia este, de obicei, mai

scazut decâ t al metalului de baza. Majoritatea aliajelor nu au un punct de topire fix, ci un interval de topire, numit si

interval de solidificare. Aceasta inseamna ca majoritatea aliajelor incep sa se topeasca la o anumita temperatura,

numita punct de inceput de topire, si se topesc complet la o temperatura mai inalta, numita punct de sfâ rsit de

topire. La solidificare fenomenul se petrece invers. De exemplu, un aliaj cupru-staniu, format din 90% Cu si 10%

Sn, se topeste in intervalul cuprins intre 890...1050 oC si se solidifica in intervalul 1050...890 oC.

Tabelul 1.1 Densitati si puncte de topire pentru câ teva metale

Nr.crt.

Metalul Simbolul Densitatea[kg/dm3]

Temperatura detopire[oC]

1 Aluminiul Al 2,7 6602 Argint Ag 10,5 9603 Crom Cr 7,5 16004 Cupru Cu 8,9 10835 Fier Fe 7,8 15286 Magneziu Mg 1,7 6507 Nichel Ni 8,9 14908 Plumb Pb 1,3 3279 Staniu Sn 7,3 232

10 Titan Ti 4,5 180011 Wolfram W 19,3 338012 Zinc Zn 7,2 420

d) Dilatarea termica

Dilatarea termica este proprietatea metalelor de a-si mari volumul prin incalzire. Aceasta proprietatea

prezinta interes in special pentru piesele care lucreaza la temperaturi inalte. Dilatarea in volum este proportionala

cu coeficientul de dilatare in volum, care este de trei ori mai mare decâ t cel de dilatare liniara.

Dilatarea liniara (in lungime) se caracterizeaza prin coeficientul de dilatare in lungime. Acesta arata cu câ t

creste un centimetru dintr-un corp, câ nd temperatura creste cu 1 oC. Coeficientul de dilatare liniara are valori intre

10-5...10-6 grd-1 la temperaturi cuprinse intre 0...1000. Dintre metale, cele alcaline au coeficientii de dilatare cei mai

mari.

Aliajele au coeficientii de dilatare apropiati de cei ai metalelor de baza din compozitia lor, cu unele exceptii

care reprezinta un interes practic deosebit. Astfel, aliajul 64% Fe + 36% Ni numit Invar are coeficientul de dilatare

de circa 10 ori mai mic decâ t al metalelor componente.

Contractia, fenomen invers dilatarii, este proprietatea metalelor de a-si micsora volumul la racire.

e) Conductibilitatea termica

Conductibilitatea termica este proprietatea metalelor de a transmite caldura. Se masoara printr-un coeficient

“λ” numit conductivitate termica care reprezinta cantitatea de caldura (in calorii) care trece in timp de o secunda

printr-o suprafata de 1 cm2, câ nd temperatura variaza cu 1 oC, pe o distanta de 1 cm in directia propagarii caldurii.

Metalele sunt foarte bune conducatoare de caldura in comparatie cu nemetalele. Astfel, metalele cu cea mai

mica conductivitate termica (manganul, bismutul) sunt de 10 ori mai bune conducatoare de caldura decâ t ebonita

sau lemnul, iar metalele cu cea mai mare conductivitate termica (argintul, aurul) sunt de câ teva mii de ori mai bune

conducatoare de caldura decâ t nemetalele (tabelul 1.2). Dupa acestea urmeaza in ordine cuprul, aluminiul,

wolframul, magneziul, zincul, staniul, fierul, plumbul, mercurul etc. Aliajele au conductivitatea termica mai redusa

decâ t metalele componente.

Tabelul 1.2 Conductivitatea termica a unor materiale

Materialul Lemn Grafit Bismut Fier Aur Argintλ[W/m oC] 0,168 4,90 8,40 58,8 294 415

λ[cal/cm soC] 0,0004 0,0117 0,020 0,140 0,70 0,90

f) Conductibilitatea electrica

Conductibilitatea electrica este proprietatea metalelor de a conduce curentul electric intre doua puncte din

interiorul acestora intre care exista diferenta de potential. Factorii cei mai importanti care influenteaza aceasta

proprietate a metalelor sunt impuritatile (cu cresterea acestora conductivitatea scade), gradul de deformare plastica

si temperatura.

In practica se foloseste insa o alta proprietate a metalelor si anume rezistenta pe care acestea o opun la

trecerea curentului electric. Ea se exprima printr-o marime numita rezistivitate electrica si reprezinta rezistenta

electrica a unui conductor cu lungimea de 1 cm si aria sectiunii de 1 cm2.

Metalele fiind bune conducatoare de electricitate au rezistivitati electrice extrem de mici in comparatie cu

nemetalele. Astfel, si cele mai rezistente metale au rezistivitatea electrica de zeci de mii de ori mai mica decâ t a

lemnului si infinit mai mica decâ t a materialelor folosite ca izolatoare electrice (tabelul 1.3).

Tabelul 1.3 Rezistivitatea electrica a unor materiale

Materialul Cupru Aluminiu Osmiu Lemn Mica ParafinaRezistivitatea

electrica [Ω cm] 1,7⋅10-6 2,9⋅10-6 60,2⋅10-6 1010 1015 3⋅103

Aliajele au in general conductivitati electrice mai scazute decâ t metalele de baza din compozitia lor. Unele

aliaje au rezistivitati electrice atâ t de mari incâ t sunt fabricate special pentru a fi utilizate la constructia rezistentelor

electrice, a reostatelor, a resourilor electrice si a elementelor de incalzire electrica a cuptoarelor industriale.

Rezistivitatea electrica a metalelor si aliajelor creste cu cresterea temperaturii. Aceasta este caracteristica

esentiala care le deosebeste de nemetale, care, dimpotriva, prin incalzire, devin din ce in ce mai bune conducatoare

de electricitate. Aceasta comportare diferita se explica prin diferentele de structura atomica dintre metale si

nemetale. Metalele sunt constituite din ioni pozitivi (atomi care si-au pierdut electronii de valenta) care formeaza o

retea geometrica spatiala fiindca sunt asezati in nodurile retelei si dintr-un nor electronic (gaz electronic). Ei sunt

numiti electroni liberi, deoarece sunt slabi atrasi de ionii retelei (fig.1.1). In absenta unui câ mp electric exterior,

electronii si ionii se neutralizeaza reciproc; daca la capetele unei bucati de metal se aplica o tensiune electrica,

electronii de valenta se deplaseaza ordonat, intr-un anumit sens printre ioni si dau nastere unui curent electric. In

momentul in care un metal este incalzit, ionii incep sa vibreze si astfel se micsoreaza spatiile de trecere ale

electronilor, ceea ce determina cresterea rezistivitatii electrice a metalului. La nemetale, electronii de valenta sunt

strâ nsi legati de atomi si nu pot fi in miscare decâ t la aplicarea unor câ mpuri electrice extrem de mari sau prin

incalzire la temperaturi inalte.

Fig.1.1 Schema starii metalice

g) Magnetismul

Magnetismul indica modul de comportare a metalelor intr-un câ mp magnetic. Materialele introduse intr-un

astfel de câ mp se comporta diferit: ele pot fi slab respinse, slab atrase sau puternic atrase de câ mpul magnetic. Cele

din prima categorie se numesc diamagnetice, cele din a doua categorie paramagnetice, iar cele din urma

feromagnetice.

Majoritatea metalelor sunt paramagnetice (cele alcaline, alcalino - pamâ ntoase, cele din grupa platinei),

putine sunt diamagnetice (bismut, cupru, mangan, crom etc.), iar feromagnetice sunt doar fierul, cobaltul si

nichelul. Proprietatea de baza a metalelor feromagnetice este aceea de a-si pastra magnetizarea si de a deveni

magneti permanenti.

Aliajele au comportari diferite in comparatie cu componentii lor: cele pe baza de metale feromagnetice sunt

tot feromagnetice; se pot obtine insa si aliaje feromagnetice din componente paramagnetice (de exemplu, aliaje de

mangan si crom). Prin incalzire peste anumite temperaturi, numite puncte Curie (7680C pentru fier), metalele si

aliajele feromagnetice isi pierd proprietatile magnetice si devin paramagnetice.

h) Culoarea

Majoritatea metalelor si aliajelor au, in suprafata proaspat taiata, culori putin diferentiate, care variaza de la

cenusiu-inchis la alb stralucitor. Astfel, argintul este alb, magneziul si staniul sunt alb-argintii, zincul prezinta

nuante spre albastru, fierul si plumbul sunt cenusii, aurul este galbui, cuprul rosiatic, iar pulberile metalice tind spre

un cenusiu inchis negru.

i) Luciul

Luciul este o proprietate specifica metalelor si se observa in special in taietura proaspata, ca urmare a

opacitatii lor si a reflectarii razelor luminoase. Luciul se accentueaza prin lustruirea mecanica, dar dispare cu timpul

datorita reactiilor cu atmosfera inconjuratoare (fac exceptie metalele nobile si aliajele inoxidabile si anticorozive).

J) Structura

Metalele si aliajele sunt formate din graunti cristalini in care aranjamentul atomilor este ordonat pe principiul

retelelor cristaline.

Totalitatea cristalelor dintr-o bucata din metal constituie structura metalului. Deoarece metalele sunt formate

din cristale se spune ca ele au o structura cristalina. Marimea, forma, compozitia si orientarea cristalelor definesc

structura cristalina.

In tabelul 1.4 sunt prezentate unele proprietati fizice, ale unor metale si aliaje uzuale, la temperatura

ambianta.

Tabelul 1.4 Proprietati fizice ale unor metale si aliaje

Nr. crt. Denumireametalului

Conductibilitateaelectrica

[1/Ωmm2/m]

Conductibilitateatermica

[W/m×grd]

Coeficient dedilatare liniara ×

10-4

1 Aluminiu 34,48 200,93 0,238

2 Aliaje de Al - 80,2-168,42 0,21

3 Magneziu 20,72 154,88 0,260

4 Aliaje de Mg - 72,7-129,28 0,264

5 Cupru 58,82 383,44 0,269

6 Alama 12,5 100,2-234,32 0,18

7 Fier (pur) 10,0 58,6 0,093

1.2 PROPRIETATILE CHIMICE ALE METALELOR SI ALIAJELOR

Proprietatile chimice ale metalelor si aliajelor se refera la capacitatea lor de a rezista la actiunea chimica a

diferitelor medii active. Principalele proprietati chimice ale metalelor sunt: rezistenta la coroziune, refractaritatea,

pasivitatea si afinitatea.

a) Rezistenta la coroziune

Rezistenta la coroziune este proprietatea metalelor de a se opune actiunii chimice sau electrochimice

distructive ale mediului inconjurator. Metalele nobile (platina, aurul, argintul), unele aliaje neferoase (in special

cele pe baza de nichel sau cupru), precum si unele oteluri sau fonte aliate (inoxidabile, anticorozive) prezinta

rezistenta la coroziune. Piesele din oteluri sau fonte obisnuite nu au aceasta proprietate, se degradeaza de aceea

trebuie protejate impotriva coroziunii;

b) Refractaritatea

Refractaritatea este proprietatea metalelor si aliajelor de a rezista actiunii atmosferei oxidante, la temperaturi

inalte. Otelurile si fontele refractare (adica aliate cu siliciu si aluminiu) prezinta rezistenta la formarea oxizilor

(arsuri) si astfel pot fi folosite la confectionarea pieselor care lucreaza in conditii de temperaturi inalte.

c) Pasivitatea

Majoritatea metalelor neferoase si in special aluminiul au proprietatea de a se acoperii, in mod natural, cu un

strat protector de oxid sau carbonat bazic care le protejeaza impotriva coroziunii. Fenomenul se numeste pasivitate

si are loc in conditii atmosferice obisnuite. De exemplu, aluminiul se acopera cu un strat de trioxid de aluminiu,

compact, aderent si rezistent chimic. Metalele feroase nu prezinta acest fenomen.

d) Afinitatea

Afinitatea este proprietatea metalelor de a se combina cu diferite elemente, in special cu oxigenul si sulful.

Ca dovada, majoritatea metalelor se gasesc sub forma de combinatii chimice numite minereuri. Afinitatea pentru un

anumit element variaza de la un metal la altul si aceasta proprietate are aplicabilitate in procesele metalurgice de

elaborarea a metalelor.

1.3 PROPRIETATI MECANICE ALE METALELOR SI ALIAJELOR

Aceste proprietati caracterizeaza modul de comportare sub actiunea fortelor exterioare, in cazul diferitelor

solicitari mecanice. Principalele proprietati mecanice sunt urmatoarele: rezistenta la rupere, elasticitatea,

plasticitatea, tenacitatea, fragilitatea, duritatea, ecruisarea, rezistenta la soc, rezistenta la oboseala.

a) Rezistenta la rupere

Rezistenta la rupere este proprietatea metalelor de a se opune fortelor exterioare care cauta sa le distruga

integritatea. Aceasta este principala caracteristica mecanica a organelor de masini. In functie de solicitarile la care

sunt supuse metalele, se deosebesc urmatoarele forme de rezistenta: la intindere (tractiune), la compresiune, la

rasucire, la forfecare si la incovoiere, dupa cum fortele exterioare tind sa intinda, sa comprime, sa rasuceasca, sa

foarfece sau sa incovoaie piesa metalica.

b) Elasticitatea

Un material metalic supus actiunii unei forte exterioare, daca nu se rupe imediat, atunci preia forta respectiva

si isi schimba forma si dimensiunile, deci se deformeaza.

Elasticitate este proprietatea metalelor si aliajelor de reveni la forma si la dimensiunile initiale dupa

indepartarea sarcinilor care au produs deformarea. Este proprietatea de baza a pieselor care au rolul de a amortiza

socurile si vibratiile. In acest caz, deformatia dispare odata cu incetarea sarcinii. Acest tip de deformatie se numeste

deformatie elastica. Astfel, daca asupra unei bare metalice rezemate la capat (fig.1.2.a) se apasa cu forta F1, sub

actiunea acesteia bara se incovoaie, deci se deformeaza (fig.1.2.b). Daca dupa indepartarea fortei bara revine la

forma initiala se spune ca ea a suferit o deformatie elastica sau temporara.

a - Epruveta; b - Deformarea elastica; c - Deformarea plastica; d - Ruperea epruvetei

Fig.1.2 Incercarea la incovoiere a unei bare metalice

c) Plasticitatea

Plasticitatea este proprietatea metalelor deformate sub actiunea unei sarcini de a nu mai reveni la forma si

dimensiunile initiale dupa incetarea solicitarii care a produs deformarea. In acest caz deformarile devin permanente

si se numesc plastice. Aceasta proprietate este deosebit de importanta in prelucrarea de metale prin deformare

plastica (forjare, laminare, ambutisare etc.). Ca exemple de materiale cu comportare plastica amintim otelul moale,

cuprul, aluminiul, plumbul.

Daca asupra barei din fig. 1.2.a se aplica forta F2>F1 si daca dupa indepartarea acesteia bara ramâ ne

incovoiata (fig.1.2.c), se spune ca bara a suferit o deformatie plastica sau permanenta. Continuâ nd sa se mareasca

forta de apasare, aceasta va atinge o valoare F3 la care bara se rupe. (fig.1.2.d)

d) Tenacitatea

Tenacitatea este proprietatea metalelor de a se rupe sub actiunea sarcinilor puternice numai dupa deformari

permanente vizibile mari. Otelurile de constructie, cuprul, alamele, aluminiul sunt câ teva exemplare de materiale

tenace. Cu câ t un material este mai plastic, cu atâ t tenacitatea lui este mai mare.

e) Fragilitatea

Fragilitatea este proprietatea opusa tenacitatii. Materialele fragile se rup brusc, fara deformari permanente

vizibile. Metalele si aliajele lipsite de plasticitate sunt fragile. Din aceasta categorie fac parte otelurile calite pentru

scule, fontele obisnuite, bronzurile pentru turnatorie.

f) Duritatea

Duritatea este rezistenta metalelor la actiunea fortelor exterioare, care cauta sa le distruga suprafata, sa le

deformeze superficial. Metalele mai dure opun o rezistenta mai mare la patrunderea unui corp strain cu duritate

superioara si care nu capata deformatii permanente. Duritatea capata o importanta deosebita pentru piesele care

lucreaza in conditii in care intervin fenomene de uzura prin frecare. Metalele au duritati foarte diferite. Cele mai

moi sunt cele alcaline, iar dintre cele uzuale, plumbul si staniul. Majoritatea metalelor au duritatea cuprinsa intre

20...100 HB, iar aliajele au, de regula, duritatea mai mare decâ t metalele componente.

g) Ecruisarea

Ecruisarea este proprietatea metalelor de a se durifica in urma prelucrarii mecanice la rece. Multe piese

deformate plastic la rece capata, dupa prelucrare, asa numita stare de ecruisaj, prezentâ nd rezistenta mecanica mai

mare, duritate si fragilitate de asemenea mai mari, dar plasticitate mai scazuta. Aceasta stare poate fi inlaturata prin

incalzirea corespunzatoare a metalului prelucrat.

h) Rezistenta la soc

Rezistenta la soc sau rezilienta reprezinta capacitatea unui material de a absorbi o anumita cantitate de

energie inainte de a se rupe, atunci câ nd este lovit brusc de un corp solid. Se determina la materialele din care se fac

piese si scule supuse la socuri in timpul utilizarii: roti dintate, poansoane, matrite, ciocane etc.

Rezilienta este energia consumata pentru ruperea unei epruvete cu aria sectiunii transversale de 1 cm2,

respectiv:

KCU = Er / S [daJ/cm2] (1.5)

i) Rezistenta la oboseala

Rezistenta la oboseala este proprietatea metalelor si aliajelor de a rezista la actiunea unor solicitari repetate

(ciclice).

Unele piese din componenta masinilor sunt supuse la forte exterioare de marime variabila, care se aplica

repetat. Astfel, un arbore ce se roteste in lagarele de sustinere se incovoaie sub greutatea proprie si a fortei

centrifuge astfel incâ t fibrele de la suprafata sa sunt, pe râ nd, câ nd intinse (spre exterior), câ nd comprimate (spre

interior). O astfel de solicitare periodica se numeste incovoiere rotativa. In timpul acestei solicitari, tensiunea din

fibrele exterioare ale arborelui isi schimba continuu valoarea si sensul pe durata unei rotatii astfel: creste de la zero

pâ na la valoarea maxima a tensiunii de intindere, apoi scade la zero si in continuare pâ na la valoarea maxima a

tensiunii de comprimare, dupa care revine iarasi la zero si se reia ciclul. Acest ciclu se repeta de atâ tea ori intr-un

minut câ te rotatii face arborele in acest timp.

1.4 PROPRIETATI TEHNOLOGICE ALE METALELOR SI ALIAJELOR

Proprietatile tehnologice sunt acele proprietati ale metalelor si aliajelor care arata modul lor de comportare la

diferite metode de prelucrare la cald sau rece. Prelucrarea se produce asupra produselor in stare solida si are drept

scop principal fie modificarea formei, fie schimbarea structurii materialului metalic. In unele prelucrari se

realizeaza ambele scopuri simultan. Ca procedee de prelucrare aplicate in industrie, se mentioneaza: prelucrarea

prin deformare plastica (laminare, forjare, trefilare, stantare, ambutisare etc.), sudarea, prelucrarea prin aschiere si

tratamentele termice. Un loc aparte il ocupa turnarea materialelor metalice topite in forme speciale, operatie prin

care se obtin produsele turnate. Considerâ nd mai multe materiale metalice diferite si supunâ ndu-le acelorasi

operatii de prelucrare, se observa ca unele se prelucreaza mai usor, altele mai greu, astfel incâ t se poate afirma ca

materialele poseda caracteristici tehnologice diferite. Cele mai importante proprietati sunt:

a) Capacitatea de turnare

Capacitatea de turnare este proprietatea metalelor si aliajelor de a umple in stare lichida tot interiorul (toate

golurile) formei de turnare.

Un material va fi indicat pentru turnare numai daca poseda urmatoarele conditii: fluiditate buna, contractie

mica si tendinta redusa de segregare. Acestea sunt si principalele proprietati de turnare ale metalelor si aliajelor.

Astfel, fluiditatea este proprietatea unui material de a umple bine o forma de turnatorie. Contractia este proprietatea

metalelor de a-si micsora volumul la racire, dupa solidificare. Ea poate provoca deformari, fisuri sau crapaturi ale

materialului. Contractia depinde de temperatura de turnare, de viteza de racire si de compozitia chimica a

metalului. Segregatia este proprietatea aliajelor de a prezenta neomogenitate chimica dupa solidificare, in diferite

zone ale pieselor. Ea se naste fie ca urmare a separarii constituentilor cu puncte de topire diferite, fie datorita

diferentei de greutate specifica dintre cristalele solidificate si topitura ramasa inca lichida, fie ca urmare a unui

interval mare de solidificare a aliajului.

Fonta are proprietati bune de turnare - fluiditate buna, contractie mica si tendinta scazuta de segregare. Otelul

prezinta o fluiditate mai mica decâ t fonta, o contractie si o tendinta de segregare mai mari.

Metodele cele mai uzuale pentru indepartarea segregatiei sunt: o racire brusca a lichidului, amestecarea

aliajului in timpul turnarii sau aplicarea unui tratament termic dupa turnare (recoacere da omogenizare).

b) Deformabilitatea

Proprietatile de plasticitate permit prelucrarea metalelor prin deformare plastica. Din aceasta categorie de

proprietati fac parte:

- maleabilitatea - este capacitatea metalelor de a fi laminate sub forma de foi. Aurul si cuprul sunt metale

foarte maleabile;

- ductilitatea - este capacitatea metalelor de a putea fi trase in fire subtiri. Se pot trefila sâ rme foarte subtiri

din cupru si aliajele lui;

- forjabilitatea - este capacitatea metalelor de a prezenta o rezistenta redusa la deformare atunci câ nd sunt

lovite sau presate, la temperaturi câ t mai joase. Forjabilitatea este influentata de compozitia chimica a materialului,

de temperatura si viteza de deformare. Otelurile sunt forjabile daca au un procent redus de carbon in compozitie,

daca temperatura la care are loc deformarea este mare, iar viteza de deformare este mica. Forjabilitatea otelului

creste prin introducerea elementelor mangan si nichel si scade la combinarea cu crom, sulf, cupru. Fonta si in

general toate aliajele dure si casante nu pot fi prelucrate prin deformari plastice;

- sudabilitatea - este o caracteristica complexa a unui metal sau aliaj, care determina, in anumite conditii de

sudare date, aptitudinea lor tehnica pentru realizarea diferitelor deformari. Fonta, aliajele de cupru sau cele de

aluminiu au o sudabilitate redusa in comparatie cu otelul cu continut redus de carbon;

- prelucrabilitatea prin aschiere - este caracteristica unui material de a putea fi prelucrat prin aschiere,

respectiv prin strunjire, frezare, gaurire, rectificare etc. Se apreciaza prin diferite criterii specifice prelucrarilor prin

aschiere, ca determinarea durabilitatii unei scule aschietoare in anumite conditii de lucru, masurarea sculelor

aschietoare, a fortelor de aschiere necesare etc.

Determinarea prelucrabilitatii prin aschiere se executa numai pentru productia de serie mare si de masa, unde

este necesar sa se stabileasca un regim de prelucrare stabil si economic si care sa asigure precizia dimensionala

pieselor, calitatea suprafetelor prelucrate si consum minim de energie si scule aschietoare.

- calibilitatea - este proprietatea unor materiale de a deveni mai dure in urma incalzirii la o anumita

temperatura si racirii lor bruste.