Grafitul din structura fontă cenușie este sub formă de fulgi, iar grafitul din structura fontă cu grafit sferoidal este sub formă de sferulite. Dacă fonta cu grafit sferoidal are un sunet similar cu cel al oțelului carbon, înseamnă că rata de sferoidizare a fontei cu grafit sferoidal este relativ mare. Și sunetul percuției de fier gri sună plictisitor. Din aspectul fracturii (nu suprafața prelucrată), se pot distinge cu ușurință fonta ductilă și fonta cenușie. Observate cu ochiul liber, granulele de cristal ale fracturii de fier cenușiu sunt relativ grosiere, albe gri-, iar suprafața cristalului are lumină metalică. Granulele de cristal de fractură ale fierului ductil sunt foarte mici, negru-gri. Dacă rata de sferoidizare este mare, aproape că nu există luciu metalic. Dacă există luciu albicios, situația generală este că apare țesut alb al gurii. În ceea ce privește metoda de topire, fierul nodular este adăugat cu inoculant și agent sferoidizant la fierul cenușiu în timpul topirii pentru a face ca grafitul să se schimbe din flocul dispersat în sferic, pentru a reduce fragmentarea feritei și a crește rezistența.
Diferența de structură a fontului cenușiu și a fontei ductile duce la diferențe uriașe în proprietățile acestora. Rezistența și plasticitatea pieselor turnate din fontă gri sunt scăzute. Acest lucru se datorează faptului că fulgii de grafit despart matricea și provoacă concentrarea tensiunilor. În același timp, piesele turnate din fontă gri sunt casante și au proprietăți bune de amortizare a vibrațiilor. Prin urmare, fierul cenușiu este folosit în principal pentru a produce diverse cutii și baze care au cerințe de rezistență scăzute și suportă în principal stresul de compresiune. Pentru turnarea din fontă cu grafit sferoidal, grafitul sferoidal are cel mai scăzut efect de fisurare asupra matricei, iar concentrația de tensiuni este cea mai mică, astfel încât rezistența sa este foarte mare, care poate fi comparabilă cu oțelul cu carbon mediu. În același timp, fonta ductilă poate juca pe deplin performanța matricei și are un anumit grad de plasticitate și duritate bună. În plus, performanța de turnare a fontei ductile este mai bună decât cea a oțelului cu carbon mediu. Prin urmare, fonta ductilă este adesea folosită pentru a produce piese cu cerințe ridicate de duritate și forme complexe, cum ar fi arbori cotiți ai motorului cu ardere internă, biele și așa mai departe. Fonta nodulară poate fi în general consolidată prin tratament termic, în timp ce fonta cenușie, în general, nu poate fi consolidată prin tratament termic datorită influenței grafitului în fulgi.
| Comparație fier ductil | Compoziție chimică (％) |
Structura matriceală |
|||||||||
| China Grad | ASTM A536 | EN 1563:-1997 | C | Si | Mn | P | S | Mg | Re | alţii | |
| QT400-18 | 60-40-18① F32800 | GJS-400-18 | 3.6-3.8 | 2.3-2.7 | ＜0.5 | ＜0.08 | ＜0.025 | 0.03-0.05 | 0.02-0.03 | - | Ferită recoaptă |
| QT400-15 | 60-42-10 F32900 | GJS-400-15 | 3.5-3.6 | 3.0-3.2 | ＜0.5 | ＜0.07 | ＜0.02 | 0.04 | 0.02 | - | Ferită recoaptă |
| QT450-10 | 65-45-12 F33100 | GJS-450-10 | 3.4-3.9 | 2.7-3.0 | 0.2-0.5 | ＜0.07 | ＜0.03 | 0.06-0.1 | 0.03-0.1 | - | Ferită recoaptă |
| QT500-7 | 70-50-05 | GJS-500-7 | 3.6-3.8 | 2.5-2.9 | ＜0.6 | ＜0.08 | ＜0.025 | 0.03-0.05 | 0.03-0.05 | - | Perlita + Ferită |
| QT600-3 | 80-60-03② F34100 | GJS-600-3 | 3.6-3.8 | 2.0-2.4 | 0.5-0.7 | ＜0.08 | ＜0.025 | 0.035-0.05 | 0.025-0.045 | - | Perlita normalizată |
| QT700-2 | 100-70-03 F34800 | GJS-700-2 | 3.7-4.0 | 2.3-2.6 | 0.5-0.8 | ＜0.08 | ＜0.02 | 0.035-0.065 | 0.035-0.065 | Mo0,15-0,4 Cu0,4-0,8 | Mix Microstructura |
| QT800-2 | - | GJS-800-2 | 3.7-4.0 | ＜2.5 | ＜0.5 | ＜0.07 | ＜0.03 | - | - | Mo0,39 Cu0,82 | Mix Microstructura |
| QT900-2 | 120-90-02 F36200 | GJS-900-2 | 3.5-3.7 | 2.7-3.0 | ＜0.5 | ＜0.08 | ＜0.025 | 0.03-0.05 | 0.025-0.045 | Mo0,15-0,25 Cu0,5-0,7 | Bainitul inferior |
| ① din ASTM A716-2003. ② din ASTM A476/A476M-2000. | |||||||||||
Fonta nodulară are un avantaj absolut ca rezistență. Rezistența la tracțiune și limita de curgere a pieselor turnate din fontă ductilă sunt mult mai mari decât cele din fontă gri. Gama de rezistență la tracțiune a fontei cenușii este de 100-350 MPa, în timp ce domeniul de rezistență la tracțiune a fontului ductil este de 350-700 MPa. Fonta ductilă are și cerințe de alungire, în timp ce fonta cenușie are puține cerințe în acest sens. Raportul de rezistență al fontei ductile este mult mai bun decât cel al fontei. Fonta nodulară este aceeași cu fonta în ceea ce privește rezistența la coroziune.
| Proprietățile mecanice ale fontei cenușii | |||||||
| Articol conform DIN EN 1561 | MeaSigur | Unitate | EN-GJL-150 | RO-GJL-200 | EN-GJL-250 | RO-GJL-300 | EN-GJL-350 |
| EN-JL 1020 | EN-JL 1030 | EN-JL 1040 | EN-JL 1050 | EN-JL 1060 | |||
| Rezistență la tracțiune | Rm | MPA | 150-250 | 200-300 | 250-350 | 300-400 | 350-450 |
| 0,1% Limita de curgere | Rp0,1 | MPA | 98-165 | 130-195 | 165-228 | 195-260 | 228-285 |
| Rezistența la alungire | A | % | 0,3 – 0,8 | 0,3 – 0,8 | 0,3 – 0,8 | 0,3 – 0,8 | 0,3 – 0,8 |
| Rezistența la compresiune | σdB | MPa | 600 | 720 | 840 | 960 | 1080 |
| 0,1% Rezistență la compresiune | σd0,1 | MPa | 195 | 260 | 325 | 390 | 455 |
| Rezistența la încovoiere | σbB | MPa | 250 | 290 | 340 | 390 | 490 |
| Schuifspanning | σaB | MPa | 170 | 230 | 290 | 345 | 400 |
| Tensiunea de forfecare | TtB | MPa | 170 | 230 | 290 | 345 | 400 |
| Module de elasticitate | E | GPa | 78 – 103 | 88 – 113 | 103 – 118 | 108 – 137 | 123 – 143 |
| Numărul Poisson | v | – | 0,26 | 0,26 | 0,26 | 0,26 | 0,26 |
| Duritatea Brinell | HB | 160 – 190 | 180 – 220 | 190 – 230 | 200 – 240 | 210 – 250 | |
| Ductilitate | σbW | MPa | 70 | 90 | 120 | 140 | 145 |
| Schimbarea tensiunii și a presiunii | σzdW | MPa | 40 | 50 | 60 | 75 | 85 |
| Forța de rupere | Klc | N/mm3/2 | 320 | 400 | 480 | 560 | 650 |
| Densitate | g/cm3 | 7,10 | 7,15 | 7,20 | 7,25 | 7,30 | |
Rezistența fontei ductile este comparabilă cu cea a oțelului turnat. Fonta nodulară are o limită de curgere mai mare. În majoritatea aplicațiilor municipale, cum ar fi apa, apa sărată, aburul etc., rezistența la coroziune și rezistența la oxidare a fontei ductile le depășește pe cele ale oțelului turnat. Datorită microstructurii de grafit nodular a fontei nodulare, fonta nodulară este mai bună decât oțelul turnat în ceea ce privește reducerea capacității de vibrație, deci este mai propice pentru reducerea stresului. Fonta nodulară este numită „cel mai bun metal din cele două lumi”, ceea ce înseamnă că fonta nodulară are rezistența oțelului turnat și rezistența excelentă la coroziune a fontei. Diferența de cost între fonta și fonta ductilă este de 500 USD pe tonă.
