TIINA I INGINERIA MATERIALELOR NDRUMAR DE LUCRRI DE LABORATOR PENTRU STUDENII FACULTII DE MECANIC Conf. Dr. ing. S. Levcovici As. Drd. ing. S. Boiciuc Sef. Lucr. Dr. ing. P. Alexandru Galai 2006Cuprins 1. Microscopul metalografic 2. Pregtirea probelor metalografice 3. Analiza macros copic 4. Incluziuni nemetalice 5. Constitueni structurali n metale i aliaje 6. Deter minri metalografice cantitative 7. Structura oelurilor n stare de echilibru 8. Stru ctura fontelor de turntorie 9. Deformarea plastic a oelurilor 10. Tratamentul termi c al oelurilor 11. Structura oelurilor tratate termochimic 12. Structura oelurilor m binate prin sudare 13. Structura oelurilor aliate 14. Structura aliajelor de Cu 1 5. Structura aliajelor de Al 16. Anexa 1. Sistemul de simbolizare pentru oeluri 1 7. Anexa 2. Sistemul de simbolizare pentru fonte Pag. 1 10 18 29 38 44 54 66 76 84 92 104 111 120 127 133 1481 1. MICROSCOPUL METALOGRAFIC 1.1. Aspecte teoretice Microscoapele metalografice sunt microscoape optice, la c are se analizeaz n lumina reflectat materialele opace, cum sunt materialele metalic e, ceramice, compozite, etc. 1.1.1. Principiul de funcionare Schema optic de princ ipiu a unui microscop metalografic se prezint n figura 1.1 i conine dou lentile: obie ctivul ndreptat ctre obiect i ocularul n dreptul ochiului. Oc Ir Ob o Fob Fob L F*oc Ii Foc Foc ochi F*o ecran Iv d Fig 1.1 Schema optic a microscopului metalografic O-obiect; Ob-obiectiv; Oc-ocula r; Ii-imagine intermediar; Iv-Imagine virtual; Ir-imagine realLumina reflectat de obiect (suprafaa probei metalografice) trece prin obiectiv, ca re formeaz o imagine intermediar (Ii) mrit i rsturnat. Aceast imagine este apoi mrit ular, formnd o imagine virtual (Iv) vizibil cu ochiul, sau o imagine real (Ir) proie ctat pe un ecran de proiecie, film sau plac fotografic. 1.1.2. Caracteristici optice Caracteristicile optice ale microscoapelor sunt: - puterea de mrire; - apertura obiectivului; - puterea de rezoluie; - puterea de rezoluie vertical a) Puterea de mr ire (mrirea liniar) a microscopului este dat de raportul dintre mrimea imaginii i mrim ea obiectului. Se determin ca produs al mririlor proprii ale obiectivului i ocularu lui utilizate: (1.1) M = Ir /O = ( Ir / Ii ) x ( Ii / O ) =Mob x Moc Mrirea obiec tivului se calculeaz cu relaia: Mob = L / Fob (1.2) unde: L= 160....250 mm este lu ngimea optic a tubului microscopic; Fob - distana focal a obiectivului (mm). Mrirea ocularului este dat de relaia:2Moc = d / Foc (1.3) unde d = 250 mm este distana vederii normale, de la care prin convenie un obiect este vzut n mrime natural; Foc-distana focal a ocularului (mm). Oc larele i uneori obiectivele au gravat pe montur mrirea proprie. La unele microscoape (MIM 7) pe montura obiectivului este gravat distana focal. n acest caz se calculeaz mrirea obiectivului cu relaia (1.2) n funcie de lungimea tubului optic. Mririle micro scopului sunt n general prezentate tabelar n Cartea tehnic a aparatului, funcie de o biectivele i ocularele asociate. Pentru msurtori de precizie, se utilizeaz micrometr ul obiectiv. b) Apertura obiectivului (deschiderea sa numeric) este un indicativ al capacitii obiectivului de a strnge razele de lumin reflectate de prob. Apertura se calculeaz cu relaia: A = n sin (1.4) unde: n - indicele de refracie al mediului di ntre obiect i obiectiv, n=1 pentru aer, n=1,518 pentru ulei de cedru; nmax= 1,734 pentru lichid refrigerent (monobromnaftalin). obiectiv - semiunghiul conului de lumin, de divergen maxim, care ptrunde n obiectiv de la prob (fig. 1.2). Constructiv, x= 720 i deci apertura maxim n aer este 0,95. Rezult c obiectivele cu apertur mai mar de 0,95 trebuiesc utilizate cu lichide de imersie, cel mai des folosit fiind ul eiul de cedru. Apertura este o caracteristic important a obiectivului care i proba determin puterea de rezoluie. De asemenea alegerea ocularului se face Fig.1.2. Sem iunghiul , n corelaie cu apertura obiectivului. de divergen maxim, al Conform regulei lui Abbe, mrirea microscopului trebuie s fie conului de lumin cuprins ntre 500 i 1000 ori apertura obiectivului utilizat: 500 A < M < 1000 A (1.5) De exemplu, obiecti vul, cu apertur 0,30 i mrire 15x, poate realiza mriri ale microscopului ntre 150-300x . Rezult c se pot asocia oculare cu mriri proprii cuprinse ntre 10x i 20x. Ocularele cu mriri mai mici nu utilizeaz pentru c terg din puterea de rezoluie a obiectivului, cele cu mriri mai mari nu pot da detalii suplimentare. c) Puterea de rezoluie (de separare) este definit prin distana d minim dintre dou puncte, pentru care obiectivu l d imagini distincte. Se calculeaz cu relaia: d = 0,61 x /A (1.6) unde: este lungim ea de und a luminii folosite. = 0,4 m pentru lumin albastr, 0,6 m pentru lumin alb i pentru lumin roie. Puterea de rezoluie maxim (dmin) este de 0,15 m cnd se folosete lu ina albastr, imersie n lichid refrigerent i obiective cu maxim. Considernd puterea d e rezoluie a ochiului d1 = 0,3 mm, rezult c mrirea maxim a microscopului metalografic este: Mmax = d1 / dmin = 2000 (1.7) d) Puterea de rezoluie pe vertical (adncimea cm pului) reprezint distana maxim dintre dou plane paralele cu suprafaa de observaie, pen tru care toate punctele se observ distinct. Adncimea cmpului este invers proporional cu apertura i puterea de mrire. De exemplu: Pentru obiective cu A = 0,30 i Mob = 30 0, rezult d = 0,8 m ; pentru A = 0,95 i Mob = 1000; d = 0,075 m. De aceea proba meta lografic trebuie s prezinte suprafa plan, fr relief, bine lustruit i cu atac metalog cu att mai slab cu ct mrirea este mai mare.31.1.3 Pri componente Orice microscop este format din: sistemul optic, sistemul de iluminare, sistemul mecanic de reglaj. 1.1.3.1 Sistemul optic Sistemul optic cup rinde obiectivul i ocularul. Obiectivul este un sistem compus convergent, format dintr-o lentil plan-convex care realizeaz imaginea mrit a obiectivului i o serie de le ntile care corecteaz defectele primei lentile. Cele mai frecvente defecte sunt ab eraia cromatic i de sfericitate. Aberaia cromatic se datoreaz dispersiei luminii albe la trecerea prin lentil. Indicele de refracie este invers proporional cu lungimea d e und. n consecin, se formeaz o serie de imagini monocromatice dispuse n plane succesi ve (violet cea mai apropiat, roie cea mai ndeprtat). Cum punerea la punct a imaginii s e face pe una din imaginile monocromatice, se produce micorarea claritii imaginii, deformarea ei i colorarea marginilor. Eliminarea aberaiei cromatice se realizeaz pr in utilizarea luminii monocromatice i a obiectivelor corectate. Dup gradul de core cie, obiectivele sunt: - acromatice, corectate pentru zona central (galben verde) a spectrului, care se folosesc cu filtru galben-verde i material fotografic ortoc romatic. n lumin alb marginile unei structuri incolore au o irizaie roie; - semiapocr omatice (cu fluorin), cu corecie ameliorat fa de obiectivele acromatice i se utilizeaz pentru microfotografiere. n lumin alb marginile unei structuri incolore au o irizaie verde. - apocromatice, corectate pentru ntreg spectrul. Se folosesc fr filtru i cu orice material fotografic. Imaginea nu prezint irizaii marginale. Aberaia de sferic itate este determinat de curbura suprafeelor lentilelor i apare n condiiile fascicule lor largi de lumin. Razele centrale sunt mai puin refractate dect cele marginale. S e formeaz o serie de imagini n plane succesive, ceea ce conduce la o luminare neun iform. Aberaia de sfericitate se elimin prin asocierea unei lentile concave cu alta concav, astfel nct aberaiile s se compenseze. Ocularul este o lentil plan convex, car mrete imaginea intermediar dat de obiectiv i corijeaz unele defecte optice. Ocularele pot fi: - obinuite, tip Huygens, care nu corecteaz imaginea dat de obiectiv. Se as ociaz cu obiective acromatice; - de compensaie, asociate cu obiective apocromatice , crora le corecteaz defectele rmase. Realizeaz o imagine clar i plan; - de proiecie fotooculare, utilizate cu obiective apocromatice sau semiapocromatice. Asigur o imagine clar pe ecranele de proiecie i pe microfotografii. 1.1.3.2 Sisteme de ilumi nare Sistemul de iluminare se compune din sursa de lumin, diafragme, lentile, pri sme, filtre de lumin. Sursa de lumin poate fi o lamp cu incandescen sau cu arc electr ic alimentat printr-un transformator de tensiune. Iluminarea probei metalice poat e fi perpendicular sau oblic (fig. 1.3). Iluminarea perpendicular, numit i "n cmp lumi os " red suprafeele plane luminoase, iar cele nclinate ntunecate. Iluminarea oblic, s ub unghi de inciden mic, determin suprafee plane uor ntunecate, iar suprafeele nclina parial luminoase. n cazul iluminrii oblice4 multilaterale sub unghi mare de inciden, numit "n cmp ntunecat" suprafeele plane apar unecate, iar cele nclinate - luminate. obiectiv obiectiv obiectiv proba proba proba b). c). Fig.1.3. Metode de iluminare. a. iluminare n cmp luminos; b. iluminare cu fascicul oblic; c. iluminare n cmp ntunecat. a).La microscoapele moderne, cu obiective care au mriri proprii mari (peste 100 ori) i distan focal mic, iluminarea n cmp luminos i oblic se face prin obiectiv. Analiza tunecat necesit iluminarea din afara obiectivului cu ajutorul unei oglinzi plane obturat central i a unei oglinzi parabolice ataat obiectivului aa cum se va vedea la microscopul MIM7 ( fig.1.6b). Diafragmele utilizate sunt de apertur i de cmp. Diafr agma de apertur permite reglarea diametrului fasciculului de lumin i deci a luminoz itii probei. Diafragma de cmp limiteaz zona analizat n cmpul ocularului. Pentru contra t maxim, se recomand deschiderea minim permis a diafragmelor. Lentilele i prismele, ct i obiectivul transmit imaginea sursei de lumin i a diafragmei de apertur pe supra faa analizat. Filtrele de lumin au rolul de a mbunti calitatea imaginii. Alegerea lor epinde de: tipul obiectivului, sursa de lumin, materialul analizat, placa fotogra fic. Obiectivele acromatice corectate pentru domeniul galben - verde al spectrulu i, necesit filtrul galben - verde. Filtrul gri neutru reduce intensitatea sursei de lumin fr a-i modifica culoarea. Filtrul bleu d cea mai bun putere de rezoluie vizua l. Filtrele de lumin slbesc anumite domenii din spectrul luminii albe, fr a realiza o lumin perfect monocromatic. Astfel filtrul galben absoarbe mai puternic captul alb astru al spectrului dect pe cel rou. 1.1.3.3 Sistemul mecanic de reglaj Orice micr oscop prezint un stativ pe care sunt dispuse sistemul optic, de iluminare i msua cu proba. Prin sisteme urub piuli, sursa de lumin i diafragmele au posibiliti de centra fa de axul optic, ceea ce asigur o iluminare perpendicular, uniform. Iluminarea oblic se realizeaz prin dezaxarea diafragmei de apertur. n scopul punerii la punct a imag inii exist sisteme de reglare rapid i fin a distanei prob - obiectiv. Schimbarea cmpul i analizat se poate face cu ajutorul unor uruburi micrometrice, care deplaseaz mas a cu proba dup dou direcii perpendiculare. Msua poate fi inferioar, sub obiectiv i n st caz proba trebuie s prezinte suprafaa de cercetat paralel cu suprafaa msuei. n caz ontrar proba se preseaz pe o plcu n plastilin, cu ajutorul presei de mn. Se realizeaz fel paralelismul suprafeei de observaie cu cea de aezare i clarul imaginii n tot cmpul . Msua superioar, deasupra obiectivului permite utilizarea probelor de orice form.51.1.4 Metode optice de analiz a. Microscopia n cmp luminos, (fig. 1.3a), este cea m ai utilizat n metalografie, pentru analiza calitativ i cantitativ a structurii materi alelor metalice (mrirea peste 100x). b. Microscopia oblic, (fig.1.3b), se utilizea z mai ales n analiza macroscopic (mrirea sub 100x) a materialelor metalice la stereo microscop i mai puin, n analiza microscopic a structurii, pentru evidenierea unor asp ecte de relief ale suprafeei. c. Microscopia n cmp ntunecat, (fig.1.3c), are ca scop evidenierea microreliefului suprafeei metalografice: constitueni structurali polif azici, incluziuni nemetalice transparente, fisuri etc. , care apar puternic lumi nai pe fond ntunecat. De asemenea se vd culorile naturale ale unor constitueni struc turali, la care n cmp luminos, culorile sunt denaturate prin reflexii i absorbii nec ontrolate. Astfel oxidul de cupru apare albastru n cmp luminos, n timp ce n cmp ntunec at apare la culoarea natural rou granat. d. Microscopia n lumin polarizat folosete ilu minarea perpendicular cu lumin polarizat plan, prin introducerea n circuitul optic a unei prisme Nicol - polarizorul. Lumina reflectat de prob trece printr-un al doil ea Nicol - analizorul. Atunci cand materialul analizat este izotrop, la pozitia incruciat a nicolilor (planele de polarizare perpendiculare) se produce extincia fa sciculului de lumin si materialul apare ntunecat. Dac materialul analizat este pute rnic anizotrop (structuri cristaline necubice), la reflexia pe suprafaa acestuia se rotete planul de polarizare i cmpul analizatorului apare luminat. Pentru extincie total trebuie rotit analizorul sau proba cu un numr de grade specific fiecrei subs tane. n acest mod se pot identifica constituenii anizotropi, cum sunt: grafit, incl uziuni nemetalice de FeS , CoS, NiS, oxid de aluminiu, oxidul de fier (Fe2O3) et c. n figura 1.4 se prezint aspectul structurii unei probe din oel cu 0,25%C, alctuit din gruni cristalini de ferit i perlit, analizat n cmp lumnos i ntunecat. Aspectul rii este determinat de faptul c dup pregtirea probei, grunii monofazici de ferit, au s uprafa plan, n timp ce grunii de perlit, care sunt un amestec mecanic a dou faze, pre t relief. perlita ferita a). b). Fig 1.4. Aspectul structurii oelului cu 0,25%C analizat n cmp lumnos (a) i ntunecat (b). 1.2. Descrierea lucrrii Lucrarea are ca scop cunoaterea prilor componente i reglarea microscopului metalografic MIM 7. Microscopul metalografic MIM 7, prezentat n fig ura 1.5 (fabricat n Rusia), este un microscop vertical, cu msu superioar, pentru anal iza microstructurii materialelor n cmp luminos, ntunecat, lumin polarizat i fotografie re pe plci fotografice.6 Sursa de lumin este un bec de proiecie cu caracteristici 17V i 110W, alimentat prin tr-un transformator de la reeaua de 220V. Obiectivele i ocularele microscopului pe rmit mriri de la 60x la 1440x pentru observare vizual i de la 70x la 1350x n cazul f otografierii. Obiectivele sunt acromatice, iar ocularele sunt obinuite, Huygens p entru mriri de ordinul 7x, 10x, 15x i de compensaie pentru mrire 20x. La fotografier e se folosesc fotooculare. n tabelul 1.1 se prezint mririle date de microscop. Tabelul 1.1 Obiective F=23,2; A=0,17 F=13,9; A=0,30 F=8.2; A=0,37 F=6,2; A=0,65 F=2,8; A=1,25(cu imersie) F=2,8; A=1(cu imersie) Sistemul de iluminare Cmp lumino s i ntunecat Cmp luminos Cmp ntunecat Oculare 7x (60) (100) 170 (250) (500) 500 Cerce tare vizual 10x 15x 90 130 140 200 240 360 320 500 720 1080 720 1080 Fotografiere 20x 170 300 500 650 (1440) (1440) 7x 70 (115) 200 (260) 575 575 10x 120 200 340 440 1000 1000 15x 160 270 450 600 1350 1350 37 58 35 34 33 32 31 62 30 29 57 40 44 60 27 53 59 55 36 38 39 56 42 46 43 47 41 45 28 48 51 52 56 26 61 54 50 Fig. 1.5 Construcia microscopului MIM 7 26 - sursa de lumin; 27 - uruburi de centra re a sursei de lumin; 28 - urub pentru deplasarea diafragmei de apertur; 29 - inelu l diafragmei de apertur; 30 - rama lentilei de iluminare; 31 - fotoobturator; 32 - prghie de acionare a diafragmei de cmp; 33 - uruburi de centrare a diafragmei de cm p; 34 - caseta prismei pentagonale; 35 - cadru cu lentile de cmp luminos i ntunecat ; 36 - prghie de blocare a deplasrii rapide a mesei; 37- uruburi de deplasare a mes ei; 38 - cleme pentru fixarea probei; 39 - masa; 40 - iluminator central; 41 - pr ghia de acionare a diafragmei de cmp ntunecat; 42 - analizor; 43 - tub ocular; 44 tambur de reglare rapid; 45 - buton micrometric de reglare fin; 46 - partea centr al a corpului microscopului; 47 - rama cu plac mat; 48 - camera fotografic; 49 corp; 50 - plac de baz; 51 - disc cu filtre de lumin; 52 - prghie de blocare a sursei de lumin; 53 - urub de blocare; 54 - levier de montare a fotoocularelor; 55 - suportu l sursei de lumin; 56 - obiectiv; 57 - suport mas; 58 clem pentru probe mici; 59- t ransformator; 60 - voltmetru; 61 - buton de reglare a tensiunii; 62 - polarizato r.7Pentru studiul n cmp luminos, circuitul optic parcurge reperele 116 din fig. 1.6a. Operaiile necesare sunt : - conectarea aparatului la priz. Se verific tensiunea de 9V la transformator; - centrarea msuei fa de axa a obiectivului, cu ajutorul uruburil or 37; - aezarea probei pe msu cu suprafaa de analizat n jos i fixarea cu cleme 38. La obiective cu apertur mai mare de 0,37, proba se aeaz pe mas pe suportul metalic cu d eschiderea maxim; - alegerea ocularului i a obiectivului , din cutia cu accesorii, necesare mririi propuse, cu ajutorul tabelului 1.1, respectiv regula lui Abbe. M ontarea ocularului se face n lcaul tubului ocular 43. Pentru a monta obiectivul, se deblocheaz prghia de blocare a deplasrii rapide a mesei. Apoi, cu tamburul de regl are rapid se ridic masa la poziia limit superioar. Se monteaz obiectivul, cu partea fi letat n jos, n locaul practicat n iluminatorul central 40. n cazul obiectivelor cu ime rsie se aplic o pictur de ulei de imersie pe lentila obiectivului; - punerea la pun ct a imaginii, se face prin reglaj grosier, apoi fin. Iniial se aduce butonul mic rometric de reglaj fin 45 pe poziia zero. Apoi se coboar suportul msuei cu ajutorul tamburului de deplasare rapid, pn cnd reperul rou de partea dreapt a suportului mesei coincide cu cel de pe corpul aparatului. n momentul apariiei imaginii n cmpul ocular , se blocheaz suportul mesei cu prghia 36. Urmeaz reglajul fin prin butonul microme tric 45, pn la obinerea unei imagini clare; - centrarea sursei de lumin. Se deschide la maxim diafragma de apertur i se aeaz pe montur o sticl mat sau o foi subire de u ajutorul uruburilor de centrare 27 se aduce imaginea filamentului format pe foia de hrtie, n poziie central fa de deschiderea diafragmei 13 23 12 22 11 21 25 14 10 20 9 8 7 24 6 5 4 1 1 19 18 2 3 22 11 13 23 12 20 9 2 1 10 8 16 15 17a). b). Fig.1.6 Schema optic a microscopului MIM7 pentru analize n cmp luminos.n cmp luminos (a) i ntunecat(b). 1-bec ; 2-colector ; 3-oglind ; 4-filtre ; 5-diafragma d e apertur ; 6-lentil ; 7-fotoobturator ; 8-diafragm de cmp ; 9-prism pentagonal ; 10-l entil de cmp luminos ; 11-plac de reflexie Beck-Nachet ; 12obiectiv ; 13-suprafaa ob iectului ; 14-lentil ; 15-oglind ; 16-ocular ; 17-fotoocular ; 18-oglind ; 19-plac m at ; 20-lentil de cmp ntunecat ; 21-diafragma de cmp ntunecat ; 22-oglind inelar ; 23 lind parabolic ; 24 polarizator ; 25-analizor.8de apertur. Prin deplasarea dispozitivului de iluminat pe ghidaje, dup blocarea prg hiei 52, se realizeaz concentrarea razelor pe foia de hrtie. Aceasta asigur intensit atea luminoas maxim i uniform; - centrarea i alegerea diafragmei de apertur. Se introd uce lentila de cmp ntunecat 20. Se nchide diafragma prin rotirea inelului 29. Se de blocheaz urubul 53 i se rotete montura diafragmei pn la centrarea ei n cmpul ocularul - Se verific poziia de zero a urubului 28 de dezaxare a diafragmei de apertur. Se re introduce lentila de cmp luminos 10. Mrimea diafragmei se stabilete experimental n f uncie de luminozitatea structurii analizate. O deschidere mai mic dubleaz contururi le; una prea mare reduce contrastul; - centrarea i alegerea diafragmei de cmp. Se n chide diafragma de cmp prin acionarea prghiei 32. Se urmrete n ocular centrarea diafra gmei, prin acionarea concomitent a uruburilor de centrare 33. Se deschide apoi diaf ragma numai pn la dispariia marginilor din cmpul ocular; - analiza metalografic, care ncepe de la mriri mici pentru imagini de ansamblu i continu la mriri mai mari pentru detalii; - dup terminarea lucrrii se ntrerupe curentul de la ntreruptor i de la priz. Se scot obiectivul i ocularul, acoperindu-se locaurile cu capace de protecie. Piese le se aeaz n cutia cu accesorii, iar corpul aparatului se acoper cu husa. Pentru ana liza n cmp ntunecat schema optic este prezentat n figur 1.6b. Operaiile necesare sunt deschiderea diafragmelor de cmp i de apertur, introducerea n circuit a lentilei de cm p ntunecat 20 i a diafragmei de cmp ntunecat 21. Pentru studiul n lumin polarizat (fig 1.6a) se introduce polarizatorul 24 pe montura 30 a diafragmei de apertur. Se mon teaz analizorul 25 n deschiderea practicat n iluminatorul central. Planul de polariz are se modific prin rotirea analizorului n poziiile 00-nicoli paraleli i 900- nicoli ncruciai. Fotografierea se face pe plci fotografice. Se pune la punct imaginea n cmp luminos. Prin levierul 54 se aduce n circuit fotoocularul, se deschide burduful c are acoper placa mat 47. Se extrage tubul ocular la limit pentru a proiecta imagine a pe placa de sticl mat. Dup clararea imaginii prin urubul de reglaj fin 45 se nlocui ete sticla mat cu caseta ncrcat cu placa fotografic a i se face expunerea prin fotoobt uratorul 31. 1.3. Condiii de lucru Metoda de analiz: n cmp luminos; n cmp ntunecat; n min polarizat. Probe metalografice: lefuite, lustruite, cu atac metalografic. Apara tura: microscopul metalografic 1.4. Mod de lucru Se vor identifica prile component e, schema optic n cmp luminos i ntunecat ale microscopului metalografic studiat i regl ajul pentru diferite metode de analiz. ntrebri recapitulative 1. 2. 3. 4. Cum se de termin mrirea microscopului? Ce este apertura microscopului? Care este apertura mi nim a obiectivului care necesit lichid de imersie? Ce oculare se pot asocia confor m regulei lui ABBE, obiectivului cu apertura A=0,37 i distana focal Fob=8,2mm, dac l ungimea optic a tubului microscopului L=250mm? 5. S se determine puterea de rezolui e pentru obiectivul cu apertura A=0,65, n condiiile folosirii luminii albe (=0,4m) i a filtrului bleu (=0,6m).96. Cum este iluminarea suprafeei analizate n cmp luminos; care este aspectul supraf eei plane i ntunecate? 7. Cum este iluminarea suprafeei analizate n cmp ntunecat; care este aspectul suprafeei plane i ntunecate? 8. Care este rolul diafragmelor de apert ur i de cmp? 9. Care sunt puntele de reglaj ale microscopului MIM7 la analiza n cmp l uminos? 10. Cum se modific schema optic n cmp luminos la trecerea la analize n cmp ntu ecat? Lucrarea practic Aspectul probei analizate n cmp luminos Condiii de analiz: mrirea ocularului: mrirea o biectivului: apertura obiectivului: mrirea microscopului: puterea de rezoluie: Aspectul probei analizate n cmp ntunecat102. PREGTIREA PROBELOR METALOGRAFICE 2.1 Aspecte teoretice Proba metalografic (eantion, epruvet, lif) este o parte detaat d in materialul metalic de studiat, pentru a fi pregtit n vederea analizei macro i mic roscopice. Condiia necesar, pentru cercetare microscopic n lumin reflectat a materiale lor metalice, este pregtirea unei suprafee plane i foarte netede. Pregtirea probelor metalografice se face conform indicaiilor STAS 4203 74 i const din urmtoarele operai i: luarea probelor, lefuirea, lustruirea i atacul metalografic. 2.2. Descrierea lu crrii 2.2.1. Luarea probelor metalografice La prelevarea probelor metalografice t rebuie avut n vedere alegerea corect a locului de prelevare i a metodei de tiere. Lo cul de prelevare trebuie astfel ales ca proba s fie reprezentativ pentru materialu l cercetat, s corespund scopului cercetrii i s conin structura caracteristic precum iaiile posibile de structur. n cazul pieselor turnate se vor lua probe din fiecare zon caracteristic de solidificare. Pentru table, platbande i benzi se vor pregti dou fee: n direcia laminrii i perpendicular pe aceasta pentru a evidenia anizotropia intro dus de deformarea plastic. Structura medie se relev prin luarea unei probe la o tre ime din limea tablei. Impuritile i segregaia se evideniaz prin luarea unei probe din tablei. Pentru bare i evi proba va fi luat prin secionare longitudinal. n cazul piese lor rupte, proba va fi luat din imediata apropiere a suprafeei de rupere, cuprinznd -o i pe aceasta, iar pentru comparare se va lua nc o prob din zona sntoas. La piesele ratate termochimic (cementare, nitrurare, etc.), proba va cuprinde i stratul exte rior. Dac stratul este foarte subire, este indicat ca tierea s se fac nclinat. mbinri sudate se analizeaz n seciune transversal cordonului de sudur. Tierea probelor metalog rafice trebuie astfel realizat, nct s nu produc modificri n structura materialului. Se vor evita procedee care produc deformri (cu dalta, cu foarfec etc.) sau care provo ac nclzirea materialului (tiere cu flacr oxigaz). O tiere corect se execut cu fiers anic, prin achiere pe maini unelte, folosind lichide de rcire. n cazul materialelor metalice dure (peste 400 HB) tierea se face cu discuri abrazive sau prin electroe roziune. n cazul semifabricatelor sau pieselor de dimensiuni mari, se admite tiere a oxiacetilenic sau mecanic, dar zona influenat termic sau prin deformare trebuie nltu rat prin prelucrare mecanic. Dup tiere, obinerea unei suprafee plane, cu rugozitate re dus, se obine prin rectificare, pilire sau polizare. Forma curent a probelor metalo grafice este paralelipipedic sau cilindric, de dimensiuni 15 x 15 x 15 mm. ntotdeau na, nlimea probei va fi mai mic dect celelalte dou dimensiuni, pentru c altfel nu se m nine planeitatea suprafeei la prelucrarea ulterioar. Probele de dimensiuni mici (ta ble subiri, srme, piese mici) sau la care intereseaz structura pn la margine se pot f ixa n forme speciale cu aliaje uor fuzibile, (Wood, Lipowitz, Rose,11 Newton), rini sintetice, duracrilat dentar, cear etc. sau mecanic, prin nituire sau cu uruburi (fig. 2.1). Fig. 2.1. Probe metalografice 2.2.2.lefuirea lefuirea se execut cu ajutorul hrtiilor metalografice (particule abra zive de carbur de siliciu sau electrocorindon pe suport de hrtie sau pnz) notate con form STAS 1753-76 dup mrimea liber a ochiului sitei n sutimi de mm sau dup notaia inte rnaional: numr de ochiuri/ol liniar (tabel 2.1) Tabelul 2.1 Simbolizarea hrtiei metalografice Simbol Tip abraziv Mrimea ochiurilor sitei [mm]x10-2 Granule 20 16 Pulberi 12 10 8 6 5 4 Micropulberi M40 M28 M20 M1 4 M10 M7 M5 Nr. de ochiuri /ol liniar 70 80 100 120 150 180 240 280 320 400 500 600 700 800 9 00 1000 1100 1200 Clasa fin Foarte fin Extra finlefuirea are ca scop obinerea unei suprafee perfect plane, fr zgrieturi, cu grad nalt e luciu. lefuirea se poate executa manual sau mecanic, uscat sau umed. n cazul lefu irii manuale hrtia metalografic se aeaz pe o plac de sticl, montat, prin intermediul u ei plci de cauciuc, pe un suport de lemn. Proba uor apsat se mic numai ntr-o singur d cie printr-o micare alternativ. lefuirea se execut pe minim 8 hrtii metalografice porn indu-se de la granulaia 150 sau 180 pn la 800-1000. La fiecare schimbare a hrtiei pr oba va fi tears i rotit cu 90, astfel ca rizurile noi s formeze un unghi drept cu cele precedente. Se trece la urmtoarea hrtie metalografic, atunci cnd s-a constatat, c au disprut toate rizurile de la lefuirea anterioar. Hrtia de lefuit se cur prin scutura de praful metalic ori de cte ori se folosete; nu se admite utilizarea aceleiai hrtii pentru materiale feroase i neferoase. La sfritul operaiei, proba va fi splat sub jet de ap pentru a ndeprta urmele de abraziv12sau praf metalic i se usuc prin tergere. n cazul lefuirii mecanice, se folosesc maini de lefuit verticale sau orizontale la care hrtia metalografic este fixat pe discuri rotitoare . lefuirea umed, aplicat mai ales la lefuirea mecanic, se efectueaz sub jet continuu de ap, utiliznd hrtii metalografice hidrofile. n timpul lefuirii, proba nu t rebuie s se nclzeasc peste temperatura minii. 2.2.3. Lustruirea probelor metalografic e Lustruirea are ca scop obinerea unei suprafee plane cu luciu oglind. Lustruirea s e poate executa mecanic, electrolitic sau chimic. a. Lustruirea mecanic Se face c u maini de lustruit prevzute cu un disc rotitor pe care se fixeaz o psl de ln merinos, postav, fetru, catifea, n funcie de materialul probei.n tabelul 2.2 se prezint condii ile concrete de lustruire pentru cteva metale i aliaje frecvent utilizate. Lustrui rea se face cu ageni de lustruire, cu care se impregneaz materialul pe care se lus truiete. Cel mai frecvent se folosete alumina (Al2O3), oxidul de magneziu (MgO) sa u oxidul de crom (Cr2O3). Alumina se gsete cu trei grade de finee (1, 2, 3) corespu nztoare unor durate de decantare 3, 12 i 24 ore. Pentru a se evita apariia culorilo r de revenire pe prob, se adaug cteva picturi de tartrat sau hidroxid de amoniu . Pe ntru metalele foarte dure (oeluri clite, fonte albe, etc.) se folosete ca agent de lustruire praful de diamant. Acesta se prezint n mai multe trepte de granulaie (0,2 5; 1; 3; 6; 8 i 15 m), sub form de paste sau spray-uri. La lustruirea mecanic se evi t nclzirea probei prin rcire cu ap. Pentru a obine o suprafa uniform lustruit proba ie rotit continuu i deplasat n contra sensului de rotaie a discului. n caz contrar, n rma constituenilor duri, pot apare zone nelustruite ca umbre. Tabelul 2.2 Condiiile lustruirii probelor metalografice Materialul probei Materia lul pe care se lustruiete Oel Font cenuie Cupru i aliajele sale Aluminiu i aliajele sa le Plumb i aliajele sale Magneziu i aliajele sale postav gros postav gros postav s ubire i moale catifea de mtase, piele de cprioar postav moale , piele de cprioar Posta moale Agentul de lustruire alumina nr. 1 alumina nr. 1 alumina nr. 2 alumina nr . 3 sau MgO alumina nr. 3 sau MgO ap cu spun cu MgO Viteza de rotaie rot/min 1000 1500 500 - 600 600 800 100 - 200 150 - 200 600 - 800Un exemplu de lustruire cu bune rezultate este urmtorul: se aeaz, la jumtatea razei discului o prob metalografic paralelipipedic, cu una din laturi contra sensului de rotire a discului, i se menine sub apsare relativ puternic 1 minut; se rotete apoi pr oba cu 90, aducnd o nou latur n poziia iniial, i se menine sub apsare 1 minut. Dup ute cnd se ajunge la poziia iniial, se menine proba un minut, n zona marginal a discul i, sub o apsare foarte uoar i se rotete uor dup cele patru laturi.13Pentru o prob cilindric se respect aceleai etape n raport cu dou diametre perpendicula re ale suprafeei de lustruit. Dup date experimentale durata de lustruire este de c ca. 5 min. Lustruirea nu trebuie s dureze nici prea mult, deoarece constituenii st ructurali moi sunt erodai. Proba lustruit, care trebuie s prezinte aspect de oglind, se spal cu ap cu un tampon de vat, se degreseaz cu alcool i se usuc prin tamponare pe hrtie de filtru sau n curent de aer cald. Verificarea lustruirii se face la micro scop, mrire 100x. Pe prob se vor observa incluziunile nemetalice, grafitul n fonte, fisurile sau defectele de pregtire. Spre deosebire de lefuire, care are la baz un proces de abraziune a suprafeei, prin lustruire mecanic asperitile se niveleaz prin cu rgerea materialului. Suprafaa probei este puternic deformat la rece(ecruisat), cu f ormarea unui strat subire amorf, numit strat BEIBLY. Acest strat, care denatureaz sau acoper structura real, este ndeprtat n mare msur prin atac metalografic. b. Lustru rea electrolitic Este o metod care prezint urmtoarele avantaje: evit ecruisarea probe i, este rapid, se pot lustrui suprafee de dimensiuni mari. Aceast metod se poate apl ica numai materialelor metalice monofazice (cupru, fier pur, alam , bronz , etc.). .7 H2O 1 2 4 a. Fig. 2.2 Celula de lustruire electrolitic (a); principiul de lust ruire (b); 1- vas ; 2- electrolit; 3- vas de rcire;4catod; 5- anod; piesa ; 6- ag itator; 7- termometru; 8- rezisten reglabil;9- strat cu produi de reacie. 6 3 5 5 9 b. 2 4O celul de lustruire electrolitic (fig. 2.2) cuprinde un vas de sticl 1 n care se pu ne un electrolit (2), rcit cu ap prin vasul exterior (3). n vasul 1 se afl catodul 4 din oel inoxidabil sau grafit i proba metalografic plasat la anod (5). Electrolitul este agitat cu un agitator (6), iar temperatura bii se msoar cu termometrul 7. Cu ajutorul rezistenei 8 se regleaz tensiunea i intensitatea curentului. La trecerea c urentului electric, la anod are loc dizolvarea metalului, cu formarea unui strat de produse de reacie. Acest strat va prezenta o rezistent electric cu att mai ridic at cu ct grosimea sa va fi mai mare. tiind c din cauza agitrii aplicate, suprafaa aces tui strat este mai neted spre electrolit dect spre metal, unde urmrete relieful prob ei, rezult c. n dreptul proeminenelor, stratul este mai subire i prezint o rezisten ric mai mic dect n rest. Conform legii lui Ohm, la micorarea rezistenei, crete intensi atea, deci implicit viteza de dizolvare, cu efect de nivelare a suprafeei. Electr olitul i regimul de lucru electric se aleg funcie de natura materialului probei di n STAS 4203-47. c. Lustruirea chimic Procedeul poate fi aplicat numai materialelo r deformate plastic i n cazul cnd nu se impun condiii severe cu privire la calitatea probei. Este un procedeu foarte rapid, care nlocuiete lefuirea i lustruirea de lung durat.14La lustruirea chimic, proba lefuit pe hrtie de granulaie 150, este imersionat cu supra faa de lustruit ntr-o baie de acizi. Are loc o dizolvare mai puternic a metalului, dect n cazul lustruirii electrolitice, care conduce la nivelarea suprafeei probei. Aplicarea procedeului necesit o oarecare experien. 2.2.4. Atacul metalografic Are c a scop punerea n eviden a constituenilor structurali. Developarea structurii se real izeaz prin atacul suprafeei cu reactivi chimici, n general soluii de acizi. Se utili zeaz urmtoarele metode de atac : - atac chimic, cnd reactivul atac limitele de grunte , dizolv difereniat grunii cristalini, n funcie de natura fazelor i dup orientarea lo ristalografic (fig. 2.3). a. b. Fig. 2.3. Reflexia razelor de lumin pe un constituent monofazic (a) sau polifazic (b)Reactivul chimic poate forma de asemenea, pe suprafaa grunilor cristalini depuneri de constitueni, care determin colorarea acestora. Astfel, acidul azotic formeaz pe suprafaa grunilor straturi de oxizi de grosime diferit, a cror culoare variaz de la ga lben deschis (strat subire) la cafeniu nchis (strat gros). Atacul chimic se face p rin imersionarea i agitarea probei n reactiv, sau tergerea suprafeei cu un tampon de vat nmuiat n reactiv, pn la dispariia luciului oglind. Proba se spal apoi n ap sau i se usuc prin tamponare pe hrtie de filtru sau curent de aer cald. Durata ataculu i variaz de la cteva secunde la cteva minute n funcie de compoziia chimic i structura terialului probei. Reactivii sunt numeroi, n funcie de materialul cercetat i de scop ul urmrit.(tabelul 2.3) n cazul oelurilor i fontelor se folosete nitalul, care este o soluie de acid azotic 2 5%, n alcool etilic. - atacul electrolitic se folosete n in stalaia de lustruire electrolitic cu proba plasat la anod, ntr-un regim de electroli z adecvat. - atacul prin formarea unei pelicule de oxid sau sulfur pe suprafaa lust ruit a probei. Structura se evideniaz, deoarece viteza de oxidare sau sulfurare var iaz cu natura grunilor i orientarea lor. Pe acest principiu se bazeaz atacul prin cul ori de revenire. Prin nclzire cu aer a probei lustruite se formeaz pe gruni straturi de oxizi transpareni, de grosimi diferite. Interferena razelor reflectate de pelic ula de oxid si de suprafaa metalic determin colorarea diferit a grunilor. Astfel la un oel carbon nclzit la 280C, perlita se coloreaz n albastru, iar cementita n rou. - f , se pot evidenia diferii constitueni structurali prin capacitatea lor diferit de re flexie, culoare, denivelrile create la lustruire, ca urmare a duritii difereniate. C onstituenii anizotropi (care cristalizeaz n alte sisteme dect cel cubic) se pot evid enia prin analiza la microscop n lumin polarizat. Dup lustruirea probelor se vor obse rva incluziunile nemetalice, iar dup atacul chimic constituenii structurali (fig.2 .4)15 Tabelul 2.3 Reactivi pentru analiza microscopic (dup STAS 4203/74) Nr. Reactiv Com poziie Condiii de atac crt. ntrebuinri i observaii REACTIVI GENERALI PENTRU FONTE I OELURI (carbon slab mediu aliate) 1 Nital 7 Picra l 1-5 ml acid azotic (1,40) 100 ml alcool etilic sau metilic 4 g acid picric 100 ml alcool etilic Durata de atac cteva secunde un minut Durata de atac cteva secun de un minut Aliaje Fe-C. Nu atac ferita i compuii definii Idem ptr. structuri fine. Se recomand atac prealabil cu nital.REACTIVI GENERALI PENTRU OELURI ALIATE (inoxidabile i rapide) Schrader 16 Portevin 18 Vilella 31 Mable 32 Vilella 38 59 Ap regal Picrat de sodiu alcalin 0,3 g acid picric 0,2 ml acid azotic (1,40) 100 ml alcool etilic 4 ml acid azotic (1,40) 10 0 ml alcool metilic +1/10 volum picral 4% 1 g acid picric 5 ml HCl (1,19) 100 ml alcool etilic 4 g sulfat de cupru 20 ml HCl (1,19) 20 ml ap distilat 10 ml acid a zotic (1,40) 20 ml HCl (1,19) 30 ml glicerin 10 ml acid azotic (1,40) 30 ml HCl ( 1,19) 2 g acid picric 25 g hidroxid de sodiu 100 g ap distilat Pentru structuri fi ne. nlocuiete atacuri succesive cu (1) i (7) . Pentru oeluri speciale. Cnd atacul est e insuficient se adaug cteva picturi de HCl. Pentru oeluri feritice i austenitice CrNi, Cr-Mn evideniaz grunii structurii martensitice. Oeluri inoxidabile nainte de atac proba se fierbe n ap cald. Se contureaz n clorura cupric. Atac la 50 C timp de 5 10 m te. Pentru aliaje Fe-Cr, oeluri rapide austeni-tice, oeluri cu mangan. Pentru oelur i inoxidabile cu coninut ridicat de Ni i Cr. Coloreaz cementita, carburile (excepie cele bogate n Cr). REACTIVI PENTRU METALE I ml ap 5 g clorur feric l HNO3 95,5 ml ap 0,6 ml de titan Cupru i aliaje 15 s 15s Aluminiu i aliaje de aluminiu Magneziu i aliaje de magneziu ALIAJE NEFEROASE 72 83 87 94 100 ml acid fluorhidric 90 30 m l HCl 100 ml ap 0,5 ml acid fluorhidric 1,5 ml HCl 2,5 m acid sulfuric 100 ml alcool 30 60 s 5 10 s Titan i aliaje de cupru16 150 lefuire 400 800 Lustruire Atac Nital 2% Fig.2.4 Probe din oel cu 0,17%C n diferite etape de pregtire2.3. Condiii de lucru Metoda de lucru: lefuirea manual; lustruire mecanic; atac chim ic; Probe metalografice: din oel, font i neferoase Aparatura: maina de lustruit meca nic; microscopul metalografic. 2.4. Mod de lucru Fiecare student va face pregtirea unei probe metalografice parcurgnd etapele : - lefuirea manual pe hrtiile metalogra fice: 150, 280, 400, 500, 600, 800, 1000; - splarea probei i a minilor n curent de a p; - lustruire mecanic cu past de diamant; - splarea probei n ap i uscarea prin tampon re pe hrtie de filtru; - analiza la microscop i schiarea imaginii probei dup lustrui re; - atac chimic cu reactivul specific materialului probei; - analiza la micros cop si schiarea structurii, cu indicarea constituenilor structurali.ntrebari recapitulative 1. Care sunt etapele de pregtire a unei probe metalografic e? 2. Cum se alege proba metalografic? 3. Care este scopul lefuirii? 4. Care sunt metodele de lefuire? 5. Ce reprezint simbolul 150 al hrtiei metalografice? 6. Cnd se termin lefuirea pe o hrtie metalografic? 7. Cum se poziioneaz proba lefiut la urmto hrtie metalografic? 8. Care este scopul lustruirii? 9. Ce metode de lustruire cunot ei? 10. Ce se observ pe proba lustruit? 11. Care este scopul atacului metalografic? 12. Care sunt metodele de atac metalografic?17 Lucrarea practic Schia imaginii observate la microscop a probei lustruite i dup atac ul cu reactiv chimic. Proba lustruit Materialul analizat: - Hrtiile metalografice utilizate: - Agentul d e lustruire: - Durata lustruirii: Proba atacat cu reactiv chimic - Reactivul chimic folosit la developarea microstructurii: - Mrirea microscopului :183. ANALIZA MACROSCOPIC 3.1. Aspecte teoretice Analiza macroscopic const din examinarea cu ochiul liber, c u lupa sau stereomicroscopul (mrire maxim 50x), a aspectului exterior al pieselor sau al unei suprafee special pregtite. Examinarea macroscopic trebuie s constituie p rima etap a unei analize metalografice. Ea cere un minim de pregtire i d informaii pr ivind natura materialului, particularitile structurii de turnare, caracterul i cali tatea prelucrrii ulterioare ce confer forma i proprietile finale (deformare plastic, a hiere, sudare, tratamente termice sau termochimice, etc.), caracterul ruperii i c auzele acesteia. Totodat analiza macroscopic permite alegerea zonelor din piesa st udiat, care trebuie ulterior supus unei analize microscopice mai amnunite. 3.2. Desc rierea lucrrii Studiul macroscopic se poate efectua pe suprafee de rupere (casuri) , de solidificare sau pe suprafee lefuite i atacate cu un reactiv. 3.2.1. Analiza s uprafeelor de rupere sau de solidificare a) Natura materialului Informaii orientat ive privind calitatea materialului se pot obine prin corelarea culorii cu densita tea, proprietile magnetice, rezistena la coroziune a materialului. Astfel, Cu are c uloarea roie; alamele cu max. 10% Zn, bronzurile cu Sn, Pb sau Be roiatic; alamele cu mai mult de 10% Zn, bronzurile cu Al galben, galben verzui; aluminiul i nichel ul gri deschis, puin mai nchis oelul; zincul gri albstrui; fonta-alb, staniul alb intiu; fontele cenuii gri nchis. n casura proaspt a fontelor cenuii, grafitul se desp inde ca un praf negru, unsuros. Dup densitate, materialele metalice sunt: ultrauoa re (2 EA). Dup structura n star e normalizat: -perlitice oeluri slab aliate; -martensitice (autoclibile) oeluri mediu aliate; -austenitice bogat aliate. Dup structura n stare recoapt: -hipoeutectoide, c u ferit aliat structural liber; -hipereutectoide, cu carburi secundare, precipitate din austenit; Fig. 12.1.b. Sistemul Fe-Cr (elemente n )113-ledeburitice, n stare turnat prezint n structur un eutectic ce conine carburi primare (separate din lichid); Oelurile aliate, cu cantitate mare de elemente -gene mai p ot fi: -austenitice, care nu sufer transformri la nclzire; -semiaustenitice, cu tran sformri la nclzire i care se pot supune unei cliri incomplete. La oelurile aliate cu c antiti mari de elemente n mai apar: -feritice, fr transformri la nclzire; -semife ice, cu transformri la nclzire i cu posibilitatea aplicrii unei cliri incomplete; Dup estinaie oelurile sunt: -pentru construcii mecanice i metalice; Oelurile pentru const rucii mecanice, dup tratamentul termic final sunt: de cementare (% C 0,25), i de nitrurare. Oelurile pentru construcii metalice sunt destinate realizrii unor ansambluri mbinate prin uruburi, nituri sau sudate: -pentru scule: d e achiere i aparate de msur i control, pentru deformare plastic la rece, la cald sau p entru scule pneumatice; -cu destinaie special: pentru cazane i recipiente sub presi une, inoxidabile i refractare, pentru rulmeni, etc. n tabelele anex sunt prezentate extrase din standarde cu prezentarea mrcilor de oel, compoziie chimic, proprieti mecan ice, condiii de tratament, utilizri. 13.1.3. Simbolizare Oelurile aliate se simboli zeaz prin indicarea n sutimi de procente a concentraiei n carbon, simbolurile chimic e al elementelor de aliere urmate de concentraia n zecimi de procente n ultimul ele ment de aliere, considerat i cel mai important. Exemplu: 10TiNiCr180, oel cu 0,1% C i 18% Cr. Dac oelul este turnat se adaug n fa majuscula T. Exemplu: T105Mn120. La o rile aliate pentru scule (STAS 3611-80) elementele de aliere sunt simbolizate as tfel C-Cr; M-Mn; N-Ni; S-Si; Exemplu: MCW14. La unele oeluri cu destinaie special, dup majusculele care simbolizeaz destinaia oelului, se indic rezistena de rupere la tr aciune minim n daN/mm2. Exemplu: oelul de cazane K52, oelul pentru recipiente sub pre siune R52; oelurile pentru construcii sudate cu granulaie fin OCS 52; la oelurile pen tru construcii navale se indic limita de curgere minim garantat, n daN/mm2, avnd n fa usculele A garanteaz energia de rupere la 200C; D la 00C; E la 400C. Exemplu: A 32 , D 36, etc. La oelurile pentru arcuri se adaug la sfritul simbolizrii majuscula A. E xemplu: 60Si15A. 3.2. Descrierea lucrrii Lucrarea are ca scop evidenierea principa lelor mrci de oeluri aliate, structura i rolul elementelor de aliere n modificarea s tructurii i proprietilor. 13.2.1. Oeluri pentru construcii Oelurile aliate pentru cons trucii de maini (STAS 791-80) sunt oeluri hipoeutectoide (0,50,65% C) slab aliate c u Cr, Mn, Ni, Mo, Si, B, Ti, V, Al. Structura oelurilor slab aliate n stare recoap t este asemntoare cu a oelurilor carbon cu aceeai concentraie n carbon. Elementele de liere au rolul de a mbunti unele proprieti: creterea duritii, rezistenei mecanice, , tenacitii, etc. 114Oelul 21TiMnCr12 (0,21% C, 1,2% Cr; 0,05% Ti) este un oel pentru cementare, destin at pieselor de dimensiuni mari, supuse la ocuri. Dup cementare se clete de la 9000C n ulei i se revine la temperatur joas la 2000C, pentru a avea un strat superficial c u structur martensitic, dur i rezistent la uzur, asociat cu un miez tenace cu struct ur ferito-perlitic sau martensitic. Cromul i manganul mresc rezistena i clibilitatea lui. Totodat aliaz cementita, ntrzie transformrile la revenire i mresc duritatea struc urii de revenire. Titanul formeaz TiC care mpiedic creterea granulaiei la cementare i asigur o tenacitate ridicat. n fig.13.2 se prezint structura acestui oel, n stare reco apt, alctuit din ferit i perlit cu granulaie fin. Oelul 40BCr10 (0,4% C, 1% Cr, 0,00 este un oel de mbuntire, unde Cr i B au rolul de a mri rezistena i calibilitatea o n fig.13.3 se prezint structura n stare recoapt. Se observ c fa de oelul carbon cu C, oelul aliat prezint o cantitate mai mare de perlit(sa deplasat punctul S la stnga ) cu un grad ridicat de dispersie i deci cu rezisten i duritate superioare. Clirea de la 8300C n ap, urmat de revenire nalt la 6000C asigur o structur sorbitic rezistent ace. Oelul 38 MoCrAl09 este un oel pentru nitrurare. n stare normalizat are structur a format din gruni izolai de ferit pe fond bainitic (fig.13.4). Tratamentul termic fi nal const din mbuntire pentru a asigura tenacitatea miezului i nitrurare pentru creter a duritii stratului superficial i a rezistenei la uzur. Elementele de aliere formeaz n itruri n stratul de difuzie pentru creterea duritii i totodat mresc clibilitatea oel Oelurile aliate pentru construcii metalice sudate (cazane, recipieni sub presiune, construcii navale, etc.) sunt oeluri slab aliate n Mn (sub 1,7% ) n scopul creterii rezistenei i tenacitii fr a nruti sudabilitatea. Pentru finisarea granulaiei i m se practic microalierea cu V, Ti, Nb. Oelul R55 (0,22% C; 1,5% Mn; 0,1% V este de stinat tablelor de cazane i recipientelor sub presiune pentru temperaturi ambiant e i ridicate de la 500C la 4000C. n stare normalizat are structura format din ferit po liedric i perlit (fig.13.11). Se observ rolul V n finisarea granulaiei. Oelul 51Si17 A (STAS 795-80) este un oel de arcuri n foi sau elicoidale pentru solicitri medii. El asticitatea este asigurat de alierea cu Si i tratamentul termic final care const n cl ire de la 8700C n ulei urmat de revenire medie la 4500C. n fig.13.5 se prezint struc tura final alctuit din troostit de revenire. Oelul de rulmeni Rul1 (STAS 1456/1-80) es te un oel hipereutectoid cu 1%C, 1,5%Cr. Pentru a putea fi prelucrat prin achiere se livreaz dup recoacere de globulizare. Structura este format din carburi (Fe,Cr)3 C globulare distribuite n masa feritic (fig.13.6). Pentru a se asigura duritatea ( 60HRC) i rezistena la uzur, oelul de rulmeni se supune clirii urmat de revenire joas. ructura final este alctuit din martensit de revenire cu carburi fine i uniform distri buite (fig.13.7). Cromul aliaz comentita determinnd stabilitatea martensitei la re venire i creterea duritii. 13.2.2. Oeluri aliate pentru scule Oelurile aliate pentru s cule conin o serie de elemente de aliere care mbuntesc unele proprieti ale oelurilor bon de scule. Astfel W, Cr, Mo, sunt elemente carburigene care mresc duritatea, r ezistena la uzur i termostabilitatea; V finiseaz structura i mrete tenacitatea; Cr, Mn Si, Mo mresc clibilitatea; Mo nltur fragilitatea la revenire a oelurilor cu Cr i Ni. lul slab aliat cu Cr, Rul 1 se utilizeaz pentru confecionarea unor scule achietoare care lucreaz fr ocuri (filiere, alezoare, broe mici, etc.) i a unor instrumente de ms r i control (calibre). Tiul ascuit i rezistena la uzur sunt asigurate n urma tratame i final de clire i revenire joas (fig.13.6). Dintre oelurile de scule bogat aliate c u crom este reprezentativ oelul ledeburitic C120 (STAS 3611-80) destinat confecionr ii sculelor de deformare la rece (matrie, poansoane, dornuri,115etc.). Acest oel conine 2%C i 12% Cr. n stare turnat i la rcire relativ rapid struc acestui oel conine o reea de eutectic (amestec mecanic de austenit aliat i carburi (Fe , Cr)3C, (Cr, Fe)7C3 pe fond austenitic (fig.13.8). Cromul dizolvat n austenit, mi coreaz solubilitatea carbonului (punctul E spre stnga) aa nct acest oel cu 2% C va cri taliza ca o font hipoeutectic alb. Rcirea rapid menine stabilitatea austenitei la temp eratura ambiant. La rcire lent sau dac oelul turnat este recopt se d timp desfurrii formrii eutectoide a austenitei. Structura va conine o reea de ledeburit (perlit sorb itic i carburi) pe fond perlitic (fig.13.9). Prin forjare eutecticul se frmieaz i dup coacere de nmuiere la 8300C structura oelului conine perlit fin i carburi uniform dist ribuite (fig.13.10). n aceast stare oelul este prelucrabil prin achiere HBmax=200. P entru a se asigura rezistena la uzur oelul C120 se supune n final clirii la 9500C n ul ei urmat de revenire joas la 4300C cu o puternic durificare secundar (58HRC). Struct ura este format din martensit de revenire aliat i carburi complexe fine uniform dist ribuite (fig.13.11). Oelurile rapide (STAS 7382-80) de scule sunt oeluri bogat ali ate (pn la 25%) cu W, Cr, Mo, V, Co, cu un coninut de carbon de 0,7-1%. Sunt destin ate confecionrii sculelor achietoare care prelucreaz la viteze ridicate (40-50 m/min ) materiale dure (280 HB), cuite de strung, freze, burghie, scule de filetat, etc . Cele mai utilizate sunt oelurile rapide cu W (Rp3), cu Co (Rp1, Rp2), cu Mo (Rp 5, Rp10). Dup turnare i rcire rapid oelul Rp3 (0,7%C; 18%W; 4,5%Cr; 1,2%V; 0,6%Mo; 0, 4% Ni) prezint cristale primare de austenit cu separri aciculare de martensit, nconju rate de o reea de eutectic cu numeroase carburi complexe de W, V, Mo, Cr. La limi ta grunilor de austenit se observ separarea de carburi secundare fine (fig.13.12). P rin forjare la 900-11000C se produce distrugerea reelei fragile de eutectic i se u niformizeaz distribuia carburilor (fig.13.13). Structura este format din carburi pe fond bainitomartensitic, dur i fragil. Se supune apoi unei recoaceri de nmuiere l a 8000C, care conduce la o structur format din carburi primare i secundare pe fond feritic, uor prelucrabil prin achiere (fig.13.14). Pentru realizarea proprietilor de utilizare se aplic o clire de la 12800C n ulei, urmat de clire la 800C. Se obine o str ctur format din martensit, austenit rezidual i carburi (fig.13.15). Se observ c numr imensiunea carburilor a sczut comparativ cu recoacerea de nmuiere. Deasemenea apar e la limitele fotilor gruni de austenit aa numita structur poliedric specific oelulu id clit de la temperaturi peste 12000C. La atacul cu nital, n poliedre nu se obser v martensita sau austenita rezidual. Prin revenire joas multipl la 550-5800C are loc transformarea martensitei de clire n martensit de revenire cu precipitarea dispers a carburilor n exces din austenit rezidual i transformarea acesteia ntr-o martensit fo arte fin (hardenit). Aceast structur asigur duritate (63-65 HRC) i termostabilitate pn a 5500C. 13.2.3. Oeluri cu destinaie special Aceste oeluri au proprieti mecanice, fizi ce i chimice deosebite: rezisten la uzur, la coroziune, refractaritate i rezisten la c ld, proprieti magnetice i electrice remarcabile, etc. Oelul T105Mn120 (STAS 3718-76) este un oel austenitic manganos, rezistent la uzur prin oc, care conine 0,9-1,2%C; 11,5-13,5% Mn; 0,5-1,0% Si. Dup forjare i rcire lent are structura format din austeni t i carburi (Fe,Mn)3C pe limita de grunte. Prin clire de la 10500C structura conine a ustenit omogen, suprasaturat n carbon cu duritate redus 190 HB, Rm=100daN/mm2, plasti citate ridicat A=50%. Prin deformare plastic, austenita prezint numeroase linii de alunecare n care se gsesc mici cantiti de martensit (fig.13.16). Aceast structur are o capacitate mare de ecruisare deci rezisten la uzur. Duritatea crete pn la 500 HB.116Se prelucreaz greu prin achiere numai cu aliaje dure sau prin rectificare. De acee a piesele se obin prin turnare. Datorit rezistenei mari la uzur se utilizeaz pentru p iese puternic solicitate: flci de concasor i excavator, enile, macaze de cale ferat, etc. Oelurile inoxidabile i refractare conin minim 12% Cr dizolvat n fier. Dup coninu tul de carbon i elemente de aliere pot fi cu structur: feritic, martensitic sau aust enitic. Oelul 8Cr170 (STAS 3563-80) este un oel inoxidabil feritic. Se utilizeaz dup recoacere la 7600C cu rcire n aer, cnd prezint structura format din gruni de ferit i ntitate mic de carburi (fig.13.17). Rezistena este redus (Rm=390 N/mm2) plasticitat ea ridicat (A=20%). Se folosete n medii cu agresivitate medie n industria alimentar, pentru articole de menaj. Oelul 12Cr130 (STAS 3583-80) este un oel ferito-martensi tic. Se utilizeaz dup clire de la 10500C n aer urmat de revenire la 7200C. n stare cli prezint structura format din ferit i martensit (fig.13.18), cu rezistena mai ridicat ( m=590 N/mm2) i plasticitate bun (A=20%). Se utilizeaz pentru piese supuse la ocuri c are lucreaz la presiuni mijlocii, n medii slab agresive ca: ventile, palete de tur bin hidraulice, cu abur, etc. Oelul 10NiCr180 (STAS 3563-80) conine max. 0,12%C, 18 %Cr, 8%Ni i max. 0,75%Ti. Dup clire n aer de la 10500C prezint structura monofazic aus tenitic (fig.13.19), de rezisten medie (Rm= 540 daN/mm2) cu plasticitate i tenacitat e ridicat (A=40%). Cromul asigur rezisten la coroziune i refractaritate pn la 8000C, n chelul mbuntete rezistena la coroziune i favorizeaz structura austenitic, titanul el endina de coroziune intercristalin. Acest oel este folosit pentru piese n industria chimic, metalurgic ce lucreaz pn la temperaturi 5507000C. 13.3. ntrebri recapitulative 1. Ce sunt oelurile aliate? 2. Care sunt criteriile de clasificare a oelurilor ali ate? 3. Sub ce form se gsesc elementelede aliere n oeluri? 4. Care sunt principalele elemente de aliere cu efect alfagen? 5. Care sunt principalele elemente de alie re cu efect gamagen? 6. Explicai simbolurile: 38 MoCrAl09; 51Si17 A; 10TiNiCr180. 7. Cum se explic duritatea i rezistena la uzur a sculelor de deformare la rece a oel ului C120? 8. Explicai plasticitatea ridicat a oelului 10TiNiCr180. 13.4. Condiii de lucru Metoda de analiz: n cmp luminos. Probe metalografice: din oeluri aliate, pregt ite pentru analiz microscopic. Aparatur: microscop metalografic 500x. 13.5. Mod de lucru Se vor analiza la microscopul metalografic probele de oeluri aliate, se va identifica simbolizarea oelului, se va schia microstructura i se va stabili rolul e lementelor de aliere. Datele se vor centraliza n tabelul urmtor. Nr. prob Marca oel Compoziie chimic Stare Structur Constit. Struct. Influena elem.de a liere Cr i Mn: Cresc Rm, HB,clibilit. Ti: finiseaz structura 1. 21TiMnCr12 0,21%C 1,2%Cr Recopt Perlit Ferit117 F P P F Fig.13.2 Oel 21TiMnCr12-normalizat 100x Fig.13.3 Oel 40BCr10-recopt 350x F Trev B Fig.13.4 Oel 38MoCrAl09-normalizat 350x Fig.13.5 Oel arc 51Si17-clire +revenire medie 350x Pglob K M Fig. 13.6 Oel Rul 1 -recoacere de globulizare 700x Fig. 13.7 Oel Rul 1 -clit 700x118 A E[A+K] Led[P+K] P Fig. 13.9. Oel C120 turnat i recopt; 700x Fig. 13.8. Oel C120 turnat; 700x P P K K Fig. 13.10. Oel C120 forjat i recopt; 700x Fig. 13.11. oel C120 forjat i clit; 700x M M A K E[A+K] B Fig. 13.12. Oel Rp3 turnat; 700x Fig. 13.13. Oel Rp3 forjat; 500x119 F+KII M KI K Fig. 13.14. Oel Rp3 recopt; 500x Fig. 13.15. Oel Rp3 clit; 500x A F M K Fig. 13.16. Oel T105Mn120 ecruisat; 100x Fig. 13.17. Oel 8Cr170 recopt;la 7800C,HV 158; 400x A F M Fig. 13.18. Oel 12Cr130 clit, HV 425; 700x Fig. 13.19. Oel 10TiNiCr180 clit; 400x12014. STRUCTURA ALIAJELOR DE CUPRU 14.1. Aspecte teoretice Cupru este un metal greu ( = 8,96 g/cm3), cu temperatura de topire 1083C, care cristalizeaz n reea CFC, ceea ce i confer maleabilitate i ductil tate. Prezint n stare pur conductibilitate termic i electric ridicate, fiind utilizat pentru conductori electrici, circuite integrate, plci de focare, etc. Este rezist ent la coroziune atmosferic, n ap dulce i marin. Rezistena mecanic este mic, dar se p e mri prin ecruisare i aliere. Cele mai utilizate aliaje pe baz de cupru sunt alame le (aliaje Cu-Zn) i bronzurile cu Sn, Al, Pb, Be. 14.1.1. Aliaje Cu-Zn Alamele cr istalizeaz conform diagramei de echilibru Cu-Zn (fig. 14.1). Alamele tehnice conin pn la 45% Zn formnd fazele: oluie solid de Zn n Cu cu reea CFC, uor deformabil l oluie solid pe baza compusului electronic CuZn, cu reea CVC, stabil peste 453C i de ormabil; f z ordonat, mai dur i mai puin deformabil. Peste 50% Zn apare faza o olid pe baza compusului electronic Cu5Zn8, cu reea cubic complex, dur i fragil. Fig.14 1. Diagrama de echilibru Cu-Zn n consecin creterea coninutului de Zn determin mrirea p asticitii (max. la 30%Zn), a rezistenei (max.45% Zn) a duritii i scderea rezistenei l oroziune. Alamele se clasific dup proprietile tehnologice n deformabile i de turntorie iar dup compoziia chimic n alame obinuite i speciale (aliate). Alamele deformabile (S TAS 95-80) care conin sub 39% Zn sunt monofazice i sunt uor deformabile la rece: al ama de cartue cu 30% Zn, alama de ambutisare cu 37% Zn, etc. Alamele cu 39%Zn) au structur + sunt mai dure i mai rezistente dect cele monofazice. Se d eformeaz mai uor prin presare sau forjare n domeniul 600-700C cnd prezint structura + e pot deforma la rece dup clire la structura . Alama cu 40% Zn se folosete pentru mo nede iar cea cu 42%Zn i 1-3% Pb pentru prelucrarea pe maini unelte automate. Adaos ul de Pb mrete prelucrabilitatea prin achiere. Alamele speciale conin pe lng Cu i Zn, lemente de aliere n scopul mbuntirii rezistenei mecanice (Al, Mn, Fe, Si), a plasticit (Ni), a rezistenei la coroziune (Al, Si, Ni, Sn), a fluiditii (Si), etc. Structura acestor alame se stabilete pe baza diagramei binare Cu-Zn, utilizndu-se coninutul echivalent de Zn: Zn + KiCi Zn ech = % Zn + Cu + KiCi unde: Zn, Cu - coninutul de Zn i Cu (%) Ki - echivalentul n Zn al unui procent de element de aliere; Ci - con centraia elementului de aliere (%). 121Dup Guillet: KNi = - 1,3; KMn = 0,5; KFe= 0,9; KPb=1; KSn = 2; KA1= 6; KSi= 10. A stfel alama cu 32%Zn i 1%Si are Znech = 39,5 i prezint structura bifazic. n absena Si alama este monofazic. Alamele de turntorie conin alame turnate n blocuri (STAS 199/1 -73) i turnate n piese (STAS 199/1-80). Sunt aliaje Cu-Zn-Pb sau alame speciale. A lamele au un interval de solidificare redus ceea ce le confer bune proprieti de tur nare: fluiditate, segregaie redus, retasur concentrat. Sunt rezistente la coroziune, oxidare i uzur. Se folosesc pentru conducte i armturi de ap, abur, gaze, colivii de rulmeni, lagre, etc. Alamele pentru lipit (STAS 204-77) conin peste 50% Zn i prezint faza casant. Aceste alame au rezisten i tenacitatea reduse. 14.1.2. Aliaje Cu-Sn Bro nzurile cu Sn cristalizeaz conform diagramei de echilibru Cu-Sn (fig.14.2). Bronz urile tehnice utilizate curent conin max.15% Sn i prezint fazele: oluie solid de Sn Cu, cu reea CFC, maleabil i ductil; oluie solid pe baza compusului electronic Cu3Sn cu reea CVC, stabil peste 587C, deformabil; f z ordonat, mai dur i mai puin pla luia solid pe baza compusului electronic Cu31Sn8, cu reea cubic complex, faz dur i fr l. Structura de echilibru se obine numai la o rcire foarte lent. n condiiile practice de turnare, solubilitatea Sn n Cu scade, astfel nct peste 5-6% Sn apare structura b ifazic +. De aceea creterea coninutului de Sn peste 6% conduce la micorarea plasticit creterea duritii i a rezistenei (max.la 20% Sn). Bronzurile cu Sn pot fi deformabile sau de turntorie, obinuite sau complexe. Bronzurile deformabile (STAS 93 80) conin max. 9% Sn i prezint n stare recoapt structur monofazic . Sunt folosite pentru monede palete de Fig.14.2. Diagrama de echilibru Cu-Sn turbin, resoarte, etc. Bronzuril e de turntorie sunt bronzurile turnate n blocuri (STAS 197/1-80 ) sau n piese (STAS 197/2-83) i conin sub 15% Sn. Bronzurile bifazice + (fig. 14.21) au rezisten la uzur proprieti antifriciune), la coroziune, prelucrabilitate prin achiere. Proprietile de t urnare sunt inferioare alamelor. Se utilizeaz pentru cuzinei de lagre, buce, roi melc ate, armturi, etc. Se impune folosirea lor raional pentru c Sn i Cu sunt elemente def icitare. Bronzurile cu Zn i Pb numite bronzuri roii sunt mai ieftine dar cu o rezist en mai redus. Se practic alierea, n scopul mbuntirii proprietilor de turnare (Zn, rezistenei la uzur (P), prelucrabilitii prin aschiere (Pb). 14.1.3. Aliaje Cu-Al Br onzurile cu Al cristalizeaz dup diagrama de echilibru Cu-Al (fig. 14.3.). Aliajele tehnice conin max.12% Al i formeaz fazele: 122- -soluie solid de Al n Cu, cu reea CFC; - oluie solid pe baza compusului electron Cu3Al cu reea CVC stabil peste 570C; - -soluie solid ordonat pe baza compusului elec nic Cu32Al19 cu reea cubic complex, dur i fragil. La creterea coninutului de Al crete lasticitatea (max. 5-10% Al) rezistena (max.10% Al) i duritatea. Bronzurile cu Al deformabile conin 5-11% Al. Cele monofazice sunt deformabile la rece. Cele bifazi ce + sunt deformabile la cald n domeniul + (STAS 203-80). Bronzurile aliate complex c u Mn, Fe, Ni au rezistena mecanic mrit, tenacitate, rezistena la coroziune i refractar itate superioare. Bronzurile de turntorie (STAS 198-81) conin 911% i au proprieti de turnare i rezisten la coroziune superioare bronzurilor cu Sn. Pot fi clite obinndu-se o Fig. 14.3. Diagrama de echilibru soluie solid suprasaturat n Al, dur, similar Cu-A artensitei din oeluri . Prin nclzire sub 500C se produce separarea fazei obinndu-se tructur + fin dispersat, rezistent i tenace. Bronzurile cu Al se folosesc ca nlocuito l bronzurilor cu Sn pentru piese de frecare, armturi, elici de vapoare, palete de turbin, carcase, pompe etc. 14.1.4. Aliaje Cu-Pb Cristalizeaz conform diagramei d e echilibru Cu-Pb (fig.14.4.). Componenii sunt parial miscibili n stare lichid i inso lubili n stare solid, cu un interval mare de solidificare. Pentru a se evita segre gaia gravitaional a Pb este necesar rcirea forat. Pentru mbuntirea proprietilor e rezisten se aliaz cu Sn i Zn. Bronzurile cu Pb tehnice ce conin max. 25% Pb i au str uctur monofazic cu particule insolubile de Pb (fig. 14.16). Sunt bronzuri antifrici une pentru lagre care lucreaz n condiii de presiune ridicat (250-300 daN/mm2) i viteze periferice mari (810m/s), cu conductivitate termic ridicat i termostabilitate pn la 300C. Fig. 14.4. Diagrama de echilibru Cu-Pb14.1.5. Aliaje Cu-Be Bronzurile cu beriliu cristalizeaz conform diagramei de echi libru Cu-Be (fig.14.5). Aliajele tehnice conin 2-3% Be i prezint fazele : - soluie s olid de Be n Cu, cu reea CFC; - soluie solid pe baza compusului CuBe, dur i fragil. rit variaiei solubilitii Be n Cu, cu temperatura, aceste bronzuri se pot cli de la 800 la structura cnd prezint o deosebit plasticitate. Se pot apoi durifica prin precip itare n urma mbtrnirii la 300-350C (fig. 14.17). Sunt bronzuri uor deformabile, elasti ce, rezistente la coroziune, sudabile, antiscntei. Sunt folosite pentru ciocane i dli de min, arcuri, diafragme, piese de ceas, etc. Sunt ns foarte scumpe.12314.1.6. Simbolizare Aliajele pe baz de cupru se simbolizeaz prin simbolul chimic a l cuprului i al elementului principal de aliere, urmate de concentraia acestuia, a poi simbolurile i concentraiile celorlalte elemente de aliere. Concentraiile sub 1% nu se indic. Ex: alama special CuZn40Mn2Al conine 40% Zn; 2% Mn i Al< 1%. 14.2.Desc rierea lucrrii Lucrarea are ca scop evidenierea aspectelor structurale specifice a liajelor pe baz de cupru i corelarea acestora cu compoziia chimic, tratamentul termi c i proprietile mecanice i tehnologice. Alama de ambutisare CuZn37 are n stare lamina t i recoapt o structur monofazic omogen Fig. 14.5. Diagrama de echilibru Cu-Be cu gr echiaci maclai, maleabil i ductil (Fig.14.6.). Alama CuZn39Pb2 este o alam bifazic car conine n structur cristalite cu aspect luminos i de faz ntunecate. n fig.14.7 se t structura n stare laminat, cu o structur fibroas cu granulaie fin n seciune transv Prezena fazei determin duritate i rezisten superioare alamei monofazice. n fig.14.8 observ c aceeai alam prin recoacere a recristalizat la o structur echiaxial mai plast ic. Bronzul CuSn6 este un bronz deformabil la rece,care n stare laminat i recoapt are structur monofazic maclat(fig.14.11). Se folosete sub form de table bare, benzi, srm pentru construcii mecanice. Bronzul CuSn14 prezint dup turnare n nisip o structur bi fazic alctuit din soluia solid neomogen, colorat brun nchis i eutectoidul (+) de schis (fig.14.12). Se remarc att segregaia intercristalin ct i cea dendritic prin ata metalografic difereniat; prezena eutectoidului (+) dur i rezistent confer rezisten m nic, duritate, rezisten la uzur. Se folosete pentru piese de uzur: cuzinei, lagre, bu tc. Bronzul CuAl 9 turnat conine gruni de faz neatacai de reactiv i eutectoidul (+ rezistent, de culoare nchis (fig.14.13). Prin clire se obine structura acicular de ti martensitic (fig.14.15). Acest bronz se utilizeaz pentru armturi i piese turnate p entru industria chimic i alimentar. Bronzul turnat CuPb25, pentru cuzinei de lagre an tifriciune prezint n structur particule globulare de Pb pe fond de soluie solid de Sn Cu. Plumbul are rol de lubrifiant solid i pentru a nu reduce rezistena trebuie s f ie distribuit intergranular (fig.14.16). Bronzul cu 2% Be prezint dup clire i mbtrnire artificial la 300C, structura format din soluie solid maclat i precipitate fine inte anulare de compus CuBe- faza . n aceast stare aliajul prezint rezisten i elasticitate ind folosit pentru diafragme elastice (fig.14.17).124 14.3. ntrebri recapitulative 1. Prezentati caracteristicile fizico-mecanice ale cu prului. 2. Care sunt principalele tipuri de alame folosite n tehnic i ce caracteris tici au? 3. Ce sunt aliajele Cu-Al ? Dar Cu-Sn? 4. Ce sunt bronzurile cu Sn pent ru turntorie? Dar cele deformabile? Ce structuri au? 5. De ce bronzurile monofazi ce sunt deformabile la rece? Ce coninut max. de Sn au? 6. Ce utilizri au bronzuril e cu Pb? Motivai. 7. Ce tratamente termice se pot aplica bronzurilor cu Be? 8. Cu m se clasific alamele? Explicai simbolurile: CuZn40Mn2Al; CuSn14; CuAl9 9. Ce sunt alamele speciale? Dar tombacul? 14.4 Condiii de lucru Metoda de lucru: analiz mic roscopic calitativ n cmp luminos; determinarea duritii Brinell. Aparatura: microscop m etalografic, mrire 200x; durimetru Brinell Probe metalografice: din aliaje de cup ru pregtite conform STAS 4203-74, sunt atacate cu clorur feric (tabel 13.1). 14.5. Mod de lucru Se vor analiza structurile probelor din diferite aliaje de cupru. S e va schia microstructura, se vor identifica constituenii structurali. Se va deter mina duritatea HB ca indicator al rezistenei la deformare. Se vor indica proprietil e de deformare (dup structur i duritate) i de turnare (dup diagrama de echilibru). Re zultatele se vor prezenta n tabelul urmtor. Nr. Marca Starea Mrire prob aliajului structural 1. CuZn37 laminat recopt 200x Stru ctura HB Proprieti Constitueni [daN/mm2 Utilizri structurali ] 60 -deformabilitate l cu macle rece -alama de ambutisare125 Fig. 14.6 Alama CuZn37 laminata i recoapt; 300x Fig. 14.7 Alama CuZn39Pb2 laminat; 1 00x Fig. 14.8 Alama CuZn39Pb2 laminat i recoapt; 100x Pb Fig. 14.9 Alama CuZn32Pb turnat; 500x Fi . 14.10 Alama CuZn36Mn2AlNi turnat; 100x Fig. 14.11 Bronz CuSn6 laminat i recopt; 300x126 (+) (+) Fig.14.13 Bronz CuAl9 turnat; 100x M Fig.14.12 Bronz CuSn14 turnat; 300x(+) Fig.14.14 Bronz CuAl9 turnat i recopt; 100x Fig.14.15 Bronz CuAl9 clit; 100x Pb Fig.14.16 Bronz CuPb25 turnat; 100x (prob neatacat) Fig.14.17 Bronz cu 2% Be clit i mbtrnit la 3000C; 300x (prob neatacat)12715. STRUCTURA ALIAJELOR DE ALUMINIU 15.1. Aspecte teoretice Aluminiul este un metal uor ( = 2,7 g/cm3), se topete la 66 0C i cristalizeaz n reea CFC, ceea ce i confer plasticitate i rezisten mecanic red daN/mm2, A = 35%). n stare pur prezint conductibilitate electric i termic ridicate i ezisten la coroziune prin formarea peliculei compacte de Al2O3. Se utilizeaz n indus tria electrotehnic pentru conductori electrici, n industria chimic i alimentar pentru placri anticorozive. Pentru mbuntirea caracteristicilor mecanice sau de turnare se a liaz cu Cu, Si, Mg, Mn, Zn. Aliajele de aluminiu pot fi binare sau complexe, defo rmabile (STAS 7608-80) sau de turntorie (STAS 201/12-80), durificabile sau nu pri n tratament termic. Aluminiul tehnic pur (99,8%) are o structur dendritic de turna re cu o cantitate redus de eutectic (Al+Al3Fe) la limita de grunte. La concentraii de Fe> 0,4% se produce fragilitatea aluminiului. Dup laminare structura este poli edric fr macle. 15.1.1. Aliaje Al-Cu Aliajele Al-Cu cristalizeaz conform diagramei d e echilibru Al-Cu (fig. 15.1) unde - soluie solid de Cu n Al, cu solubilitate varia bil cu temperatura i reea CFC iar compusul Al2Cu dur i fragil. Aliajele industriale conin pn la 12% Cu i se clasific n aliaje deformabile (2-6% Cu) i de turntorie (4-12% ). Aliajele Al-Cu deformabile sunt complex aliate pentru creterea rezistenei mecan ice (Mg, Mn, Si, Fe) i la coroziune (Ni, Mn). Dintre cele mai utilizate sunt: ali ajele de tip duraluminiu Fig. 15.1. Diagrama de echilibru Al-Cu (Al Cu Mg Mn): slab aliat: 2,0-3,5% Cu; 0,2-0,5% Mg; 0,2-0,5% Mn; -normal aliat: 3,5-4,5% Cu; 0 ,3-0,8% Mg; 0,3-0,8% Mn; -bogat aliat:4,6-5,2% Cu; 0,6-1,8% Mg; 0,6-1,2% Mn. Sun t aliaje uoare, susceptibile de durificare prin tratament termic. Cele slab aliat e sunt cu plasticitate mrit, cele bogat aliate sunt nalt rezistente. n stare de echi libru duraluminiul are structura format din soluie solid pe baz de aluminiu i o serie de compui intermetalici solubili (Al2Cu, Mg2Si, Al2Cu Mg (faza S), Al3Mg2, Al5Cu Mg (faza T) etc, i compuii insolubili (Al6Mn, Al2Cu2Fe, etc). Datorit solubilitii va riabile cu temperatura a compuilor n soluia solid , duraluminul se poate durifica pri n clire de punere n soluie, urmat de mbtrnire. Clirea const din nclzire la 495-505 olubilizarea compuilor i omogenizarea fazei , urmat de o rcire n ap. Se obine o struc monofazic suprasaturat n elemente de aliere, cu o bun plasticitate care permite prel ucrarea acestor aliaje prin deformare la rece. Aceast structur metastabil are tendi na de a ajunge n timp la o stare mai apropiat de echilibru. Acest proces poart denum irea de mbtrnire i este nsoit de o puternic durificare (Rm = 45-55128daN/mm2; A = 15-20%). mbtrnirea poate fi natural, cnd are loc la temperatura ambiant i are loc n 4-5 zile. mbtrnirea artificial, prin nclzire la 70-150C, este mai rapid, d rificarea este mai redus. Prin nclzire 2-3 min. la 230C are loc separarea fazelor n e xces, nsoit de nmuirea materialului, ca n stare clit. Acest tratament numit reversiune este utilizat pentru refacerea plasticitii aliajelor mbtrnite n vederea prelucrrii lor prin nituire, tanare, etc. Duraluminiul se folosete n industria aeronautic. Un alt al iaj deformabil, durificabil prin tratament termic este aliajul (Al-Cu-Ni-Fe-Mg), utilizat pentru pistoane, unde Ni asigur refractaritatea i o dilataie termic redus. Aliajele Al-Cu de turntorie conin 4-10% Cu i pot fi simple sau complexe (Mg, Ni, Ti ). Au proprieti de turnare mai reduse (fluiditate mic, tendina de a forma crpturi la c ald, dar pot fi durificate prin tratament termic. 15.1.2. Aliaje Al-Si Aceste al iaje cristalizeaz dup diagrama de echilibru Al-Si (fig. 15.2.). Aliajele Al-Si def ormabile au 1% Si i adaosuri de Mg, Mn, Ti pentru creterea rezistenei. Sunt aliaje d urificabile prin tratament termic de clire i mbtrnire artificial, ca urmare a formrii ompusului Mg2Si cu solubilitatea variabil. Aliajele Al-Si de turntorie, cunoscute sub numele de siluminuri au cele mai bune proprieti de turnare dintre aliajele de Al. Sunt aliaje cu 4-18% Si, simple sau complex aliate cu Cu, Mg, Fe, Ni, Mn. Ce le mai utilizate sunt aliajele cu 11-14% Si. La rcirea lent (turnare n forme de nis ip) a aliajelor cu 13% Si, n structur apar cristale primare de Si, eutectic grosier de soluie solid de Si n Al i cristale aciculare de Si. Proprietile de rezisten i ate sunt reduse (Rm=15 daN/mm2; A =3%). Pentru finisarea granulaiei se recurge la turnarea aliajelor n cochil (forme metalice), sub presiune sau la modificare. Mod ificarea se efectueaz prin adugarea n topitur a 0,1% Na, care ntrzie cristalizarea pri mar a Si, coboar temperatura eutectic i deplaseaz punctul eutectic de la 11,7 la 14% Si. Totodat Na adsorbit pe suprafaa cristalelor le frneaz creterea. Aliajele capt o st uctur hipereutectic fin, rezistent i tenace (Rm = 30 daN/mm2, A = 8-10%). Fig. 15.2. Diagrama de echilibru Al-Si Siluminurile hipereutectice 18%Si se modific cu preal iaj Cu-P care formeaz compusul AlP cu rol de germene eterogen la cristalizarea Si primar i efect de finisare a granulaiei. 15.1.3Aliaje Al-Mg Aliajele Al-Mg tehnic e conin pn la 10% Mg i au structura conform diagramei de echilibru Al-Mg (fig. 15.3) . Se remarc solubilitatea variabil cu temperatura a Mg n Al i formarea unor compui in termetalici: Al3Mg2, AlMg, etc. Sunt eficiente la durificarea prin tratament ter mic numai aliajele cu > 3% Mg. Aliajele deformabile Al-Mg conin 1-7% Mg i 0,1-0,6% Mn. Sunt mai uoare dect Al, dure, cu rezisten mecanic i prelucrabilitatea prin achier superioare, rezisten la coroziune marin i n soluii slab alcaline, deformabilitate la rece i n stare ecruisat. Se folosesc ca nlocuitor al Al n construcia de avioane, n ind stria chimic, alimentar, naval;129 Fig. 15.3. Diagrama de echilibru Al-Mg Fig. 15.4. Diagrama de echilibru Al-MnAliajele deformabile Al-Mg-Si numite avial sunt durificabile prin clirea de punere n soluie a compusului Mg2Si i mbtrnire artificial la 100-200C. Aliajele de turntorie, 3-9% Mg au proprieti de turnare inferioare siluminurilor. 15.1.4. Aliaje Al-Mn Ali ajele Al-Mn (fig. 15.4) sunt aliaje deformabile cu 1-1,5% Mn folosite ca nlocuito r al aluminiului. Rolul Mn este de a mri rezistena mecanic, rezistena la coroziune i de a ridica temperatura de recristalizare. La coninuturi mici, mpiedic formarea ace lor fragile de Al3Fe dar la concentraii mai mari se produce fragilizarea aliajelo r prin aparitia compusului Al6Mn. Sunt aliaje care nu se durific prin tratament t ermic i sunt deformabile prin ambutisare (vase, tacmuri, etc). 15.1.5.Simbolizare Aliajele de Al deformabile (STAS 7608-71) se simbolizeaz prin simbol chimic al al uminiului urmat de simbolul i concentraia elementelor de aliere n ordinea descrescto are a concentraiei. Ex: duraluminiul AlCuMg1,5Mn. Aliajele de turntorie (STAS 20180) se indic prin grupul de litere AT, simbolul procedeului de turnare: N-n forme de nisip, C-n cochil; P-sub presiune, urmat de simbolul chimic i concentraia element elor de aliere. Ex: ATN Si12MnFe. 15.2.Descrierea lucrrii Scopul lucrrii este cuno aterea principalelor aliaje de aluminiu i corelarea structurii cu tratamentul term ic i proprietile mecanice i tehnologice. 15.2.1.Pregtirea probelor metalografice Treb uie s se aibe n vedere obinerea unei suprafee plane fr zgrieturi, evitndu-se smulgere azelor intermetalice dure. De aceea la lefuire se recomand hrtia metalografic mbibat n parafin, iar la lustruire alumin 3 cu granulaie fin, iar n final lustruire pe catifea fr agent de lustruire. Structurile monofazice se pot lustrui i electrolitic. Pentr u identificarea compuilor intermetalici din aliaje complex aliate se folosesc rea ctivi diferii. Pentru evidenierea structurii se folosesc reactivi care s dizolve pe licula de Al2O3.13015.2.2.Microstructura aliajelor de aluminiu Aluminiul tehnic pur(99,8%) are o st ructur dendritic de turnare cu o cantitate redus de eutectic(Al+ Al3Fe) la limita d e grunte(fig.15.5). La concentraii de Fe>0,4% se produce fragilizarea aluminiului. Dup laminare structura este poliedric fr macle. Duraluminiul AlCu4SiMg n stare lamin at, are structura alctuit din gruni de soluie solid i precipitate de Al2Cu; Mg2Si; Mg (fig.15.6). n aceast stare plasticitatea i rezistena sunt moderate. Dup clire, cea mai mare parte a compuilor se dizolv n aluminiu, obinndu-se o structur suprasaturat emente de aliere cu o cantitate redus de compui intermetalici nedizolvai. Plasticit atea este ridicat. mbtrnirea natural produce durificarea prin precipitare la 100-200C are la baz durificarea prin precipitarea compusului Mg2Si. Siluminul ATNSi12, tu rnat n amestec de formare i nemodificat are o structur grosier format din cristale ce nuii mari, coluroase sub form de plci sau ace de siliciu primari un eutectic denatura t format din +Si acicular,cu un grad redus de dispersie. Rezistena de rupere la tr aciune Rm=10-12 daN/mm2; A=3-5%. Prin modificare cu 0,1% Na, structura devine hip oeutectic cu cristale primare dendritice de soluie solid de culoare deschis pe fondu l unui eutectic (+Si) globular fin.Rezistena de rupere s-a mrit la 18-24 daN/mm2, i ar A=10-15%. 15.3. ntrebri recapitulative 1. Care sunt caracteristicile fizico-mec anice ale aluminiului? 2. Care sunt principalele aliaje ale aluminiului? 3. Ce s unt duraluminurile? 4. Cum se explic nmuierea duraluminurilor prin clire i durificar ea prin mbtrnire? 5. Ce sunt siluminurile? De ce se face modificarea cu Na a acesto ra? 6. Cum se explic densitatea mai mic a aliajelor Al-Mg fa de alte aliaje ale alum inului? 7. Cum se poate face durificarea prin tartamente termice a aliajelor AlMg? 8. Ce procedeu de prelucrare este tipic pentru aliajele Al-Mn uzuale? 15.4. Condiii de lucru Metoda de lucru: analiz metalografic n cmp luminos; determinare de d uritate. Aparatura: microscop metalografic, mrire300x; durimetru Brinell Probe me talografice din aliaje de aluminiu, atac chimic cu reactiv Keller. 15.5. Mod de lucru Se va analiza structura diferitelor aliaje de aluminiu, se va schia structu ra i se vor identifica constituenii structurali. Se va determina duritatea HB ca i ndicator al rezistenei la deformare. Se vor analiza proprietile de deformare (dup st ructur i duritate) i cele de turnare (dup intervalul de solidificare din diagrama de echilibru). Rezultatele se vor prezenta tabelar. Duritate Proprieti HB Utilizri 2 [daN/mm ] Nr. Marca Starea Mrire prob aliaj structural microscop Structura Constutueni structurali131 Fig. 15.5. Aluminiu 99.8% turnat; Atac: Keller;(200x) Fig. 15.6. Duraluminiu ATC u4SiMg laminat; (500x) Al7Cu7Fe E[+] Fi . 15.7. Duraluminiu ATCu4SiMg dup clire i mbtrnire natural;(500x) Fig. 15.8. Aliaj ATCu8 turnat; (200x) E[+Si] E[+Si] Fi . 15.9. Siluminiu ATNSi12 nemodificat, turnat, n forme de nisip; (100x) Fig. 15.10. Siluminiu ATNSi12 modificat, cu 0,1% Na; (100x) 132 Si E[+Si] AlSiFe Fi . 15.11. Siluminiu ATCSi12 , turnat, n form metalic (cochil); (300x) Fig. 15.12. Siluminiu ATCSi12 , turnat, n form metalic (cochil); (300x) Si E[+Si] Fig. 15.13. Aliaj ATPSi9 , turnat sub presiune; (300x) Fig. 15.14. Aliaj A TNSi18Cu MnNi nemodificat (300x) Al6Mn Al3Mg2 Fig. 15.15. Aliaj Al Mg5 deformat i recopt (300x) Fig. 15.16. Aliaj AlMnMg deformat i recopt (300x)133 ANEXA 1 SR EN 10027-1:1996 SISTEME DE SIMBOLIZARE PENTRU OTELURI Partea I-a: Simbolizarea alfanumerica Grupa 1: Oteluri simbolizate in functie de utilizare si caracteristici mecanice sau fizice Simbolizarea trebuie sa contina urmatoarele simboluri principale: a). S - otelur i de constructie (inclusiv cele cu granulatie fina); P - oteluri pentru recipien te sub presiune; L - oteluri pentru tevi de conducte; E - oteluri pentru constru ctii mecanice; urmat de valoarea limitei de curgere minima specificata- ReH sau ReL sau Rp0,2 [N/mm2], pentru intervalul celor mai mici grosimi. b). B - oteluri beton armat, urmat de valoarea limitei de curgere minima specificata - ReH sau ReL sau Rp0,2 [N/mm2] c). Y - oteluri pentru beton precomprimat, urmat de valoar ea minima specificata a rezistenta la tractiune Rm [N/mm2]. d). R - oteluri pent ru sau sub formade sine, urmat de valoarea minima specificata a rezistenta la tr actiune Rm [N/mm2]. e). H - produse plate laminate la rece din oteluri cu rezist enta ridicata pentru ambutisare la rece, urmat de valoarea limitei de curgere mi nima specificata - ReH sau ReL sau Rp0,2 [N/mm2]; atunci cand este precizata num ai 2 rezistenta la tractiune, liera T urmata de valoarea minima specificata a re zistenta la tractiune Rm [N/mm ]. f). D - produse plate pentru formare la rece ( exceptie cele de la punctul e.), urmat de: 1). C - pentru produse laminate la re ce; 2). D - pentru produse laminate la cald si pentru formare la rece; 3). X - p entru produse a caror stare de laminare nu este indicata; si prin doua simboluri care caracterizeaza otelul si sunt atribuite de catre organismul responsabil. g ). T - tabla neagra, stanata, cromata (oteluri pentru ambalaje), urmat de: 1). H - pentru produse simplu laminate, urmat de valoarea medie specificata a duritat ii HR30Tm; 2). valoarea nominala specificata a limitei de curgere in N/mm2 - pen tru produse dublu laminate. h). M - oteluri pentru electrotehnica, urmat de: 1). 100 x valoarea pierderilor totale specificate in W/kg, corespunzatore grosimii nominale a produsului, pentru o inductie magnetica la 50Hz de - 1,5 Tesla, pentr u oteluri semiprocesate, graunti neorientati, oteluri obisnuite cu graunti orien tati; - 1,7 Tesla, pentru oteluri electrotehnice cu graunti orientati cu pierder i reduse sau permeabilitate magnetica ridicata. 2).100 x grosimea nominala a pro dusului in mm 3). simbolul tipului de otel electrotehnic: A - table cu graunti o rientati; D - table semiprocesate de otel nealiat (fara recocere finala); E - ta ble semiprocesate de otel aliat (fara recocere finala); N - table cu graunti ori entati; S - table cu graunti orientati cu pierderi reduse; P - table cu graunti orientati cu permeabilitate ridicata.134 Nota 1: simbolurile (1) si (2) se spara printr-o liniuta de despartire. Grupa 2 Oteluri simbolizate in functie de compozitia chimica Simbolizarea cupride succesiv urmatoarele simboluri: a). oteluri nealiate (excep tie otelurile pentru automate) cu continut mediu de Mn < 1%: 1). litera C; 2). 1 00 x %C mediu; pentru a deosebi doua marci de oteluri similare, numarul care ind ica continutul de carbon poate fi marit sau micsorat cu o unitate. b). oteluri n ealiate cu continut mediu de Mn 1,5%, oteluri pentru automate si oteluri aliate( exceptie otelurile rapide), la care continutul fiecarui element de aliere este < 5%: 1). 100 x %C mediu; 2). simbolurile chimice ale elementelor de aliere, in o rdine descrescatoare a continutului. Daca continuturile sunt identice, simboluri le corespunzatoare se indica in ordine alfabetica; 3). continuturile medii ale e lementelor de aliere exprimate in procente, multiplicate cu cu factorul corespun zator din tabelul 1 si rotunjite la numarul intreg cel mai apropiat; numerele pe ntru diferite elemente se separa prin liniute de despartire. Tabel 1 Factori de multiplicare pentru elementele de aliere , Element Factor de multiplicare Cr, Co , Mn, Ni, Si, W 4 Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr 10 Ce, N, P, S 100 B 100 0 c). oteluri aliate (exceptie otelurile rapide), in care continutul unui elemen t de aliere este 5%: 1). litera X; 2). 100 x %C mediu; 3). simbolurile chimice a le elementelor de aliere, in ordine descrescatoare a continutului. Daca continut urile sunt identice, simbolurile corespunzatoare se indica in ordine alfabetica; 4). continuturile medii ale elementelor de aliere exprimate in procente, rotunj ite la numarul intreg cel mai apropiat; numerele pentru diferite elemente se sep ara prin liniute de despartire. d). oteluri rapide, 1). literele HS 2).valorile continuturilor medii de elemente de aliere, rotunjite la numarul intreg cel mai apropiat, in ordinea: W, Mo, V, Co ; numerele pentru diferite elemente se separa prin liniute de despartire.135 SR ISO 3755:1995 OELURI NEALIATE TURNATE PENTRU CONSTRUCII MECANICE DE UZ GENERAL Marca de oel SR ISO 3755:1995 Marca de oel STAS 600-82 Compoziia chimic [%] C Mn max . max. 0,25 OT 450-3 0,25 OT 500-3 0,25 OT 550-3 0,25 1,00 1,20 1,20 1,50 340 55 0 ... 700 15 21 20 270 480 630 18 25 230 450 600 22 31 Caracteristici mecanice R eH, Rp 0,2 [MPa] 200 Rm [MPa] 400 550 A min. [%] 25 Z min. [%] 40 KV min [J] 30 45 25 45 22 200-400 200-400W 230-450 230-450W 270-480 270-480W 340-550 340-550W OT 400-3 Simbolizare: Trei cifre care reprezint valorea minim garantat a limitei de curgere , cratim, urmat de trei cifre care indic valorea minim garantat a rezistenei la traciu ne. W indic mrcile cu capacitate uniform de sudare prin impunerea compoziiei chimice : 0,25%C; 1-1,5 %Mn; 0,6%Si; 0,035%S; 0,035%P i limitarea sumei elementelor rezid uale la maxim 1% (0,4%Ni, 0,35%Cr; 0,4%Cu, 0,15%Mo; 0,05%V). SR EN 10025 +A1: 1994136 PRODUSE LAMINATE LA CALD DIN OELURI DE CONSTRUCIE NEALIATE Marca de oel SR EN 10025 +A1: 1994 S185 S235 JR, FU S235JRG1, FU S235JRG2, FN S23 5JO, FN S235 J2G3, FF S235J2G4,FF S275JR,FN S275JO,FN S275J2G3,FF S275J2G4,FF S3 55JR,FN S355JO,FN S355J2G3,FF S355J2G4,FF S355JK2G3,FF S355JK2G4,FF Marca STAS 5 00/2-80 OL 30.1 OL 32.1 OL 34.1 OL 37.1 OL 37.2 OL 37.3k OL 37.3kf OL 37.4kf OL 37.4kf OL 42.1 OL42.2 OL42.3k OL42.3kf OL 44.2k OL 44.3k OL 44.3kf OL 44.4kf OL 52.2k OL 52.3k OL 52.3kf OL 52.4kf OL 52.4kf OL 52.4kf Compoziia chimic pe produs [%] C Mn max. max. 0,21-0,25 0,21-0,25 0,19-0,23 0,19 0,19 0,19 0,24-0,25 0,21 0 ,21 0,21 0,27 0,23-0,24 0,23-0,24 0,23-0,24 0,23-0,24 0,23-0,24 1,60 1,50 HB*Exemple de domenii de utilizare Elemente de structuri metalice de uz general sup use la solicitri mici: plci de fundaie, parapete pentru scri, balustrade, flane la re cipiente de joas presiune. Elemente de structuri metalice de uz general supuse la solicitri moderate: supori, rame, tirani, armaturi, nituri, lanuri, flane. Elemente de structuri portante de maini agricole, tirani, supori, clichei, lanuri, armturi, crl ge de traciune, oel beton, plase sudate pentru beton armat. Elemente de construcii metalice sudate sau mbinate prin alte procedee: ferme, poduri, rezervoare, stlpi, batiuri sudate,lanuri, plase sudate pentru beton armat, structuri portante de main i i utilaje. Organe de maini supuse la solicitri moderate: biele, manivele, axe, ar bori, roi dinate, piese canelate i filetate, otel beton, ferme metalice uor solicita te. 110-180 120-200 Elemente de construcii metalice sudate, supuse la solicitri mecanice relativ ridic ate i care trebuie s prezinte o suficient garanie la ruperea fragil. Elemente de cons trucii metalice puternic solicitate: stlpi pentru linii electrice aeriene, ci de ru lare, macarale, asiuri la autovehicule, rezervoare de mare capacitate 1,70 130-210137 E295, FN OL 50 125-210 E335, FN E360, FN OL 60 OL 70 135-227 135-235Elemente de construcii mecanice supuse la solicitri ridicate: bare de traciune, arb ori drepi i cotii, arbori pentru pompe i turbine, crlige de macara, menghine, piulie, ruburi de precizie, roi dinate pentru viteze periferice mici Elemente de construcii mecanice supuse la solicitri mai ridicate arbori drepi i cotii, uruburi de precizie, roi dinate pentru viteze periferice moderate. Organe de maini supuse la uzur: arbor i canelai, pene, cuplaje, roi melcate, melci pentru transport, fusuri pentru prese , roi de lan, cuie de centrare.Not: * Duritatea pieselor din oel laminat sau forjat dup tratamentul termic primar de normalizare, detensionare, recoacere Simbolizare: S - oelul de construcie sau E oelul pentru construcii mecanice, urmat de trei cifre, care reprezint valoarea mini m a limitei de curgere exprimat n N/mm2 pentru grosimi 16mm, urmat de clasa de calit ate i gradul de dezoxidare. Clase de calitate, care garanteaz: JR - caracteristici le de traciune, de ndoire la rece i valoarea minim a energiei de rupere determinat la ncercarea de ncovoiere prin oc la 20C; JO valoarea minim a energiei de rupere la 0C; J2, K2 - valoarea minim a energiei de rupere la -20C, cu diferen de valoare; G1 oelur i necalmate; G2 - oeluri cu alt stare dect cea necalmat; G3, G4 cu alte caracteristi ci garantate (sudabilitate etc). Grade de dezoxidare: FU- necalmate, FN-calmate i FF-calmate suplimentar cu Al.138 SR EN 10084:2000 OTELURI CARBON DE CALITATE PENTRU CEMENTARE Marca SR EN 10084: :2000 C10E C10R C15E C15R C16E C16R Simbolizare: C oel carbon d e calitate urmat de dou cifre care reprezint coninutul mediu n carbon n sutimi de pro cent i litera E dac sunt oeluri superioare cu coninut redus de S i P sau de litera R dac coninutul de S este controlat. Marca de oel STAS 880-88 OLC8 OLC8S OLC8X OLC8XS OLC10 OLC10S OLC10X OLC10XS OLC15 OLC15S OLC15X OLC15XS OLC20 OLC20S OLC20X OLC 20XS Compoziia chimic pe oel lichid [%] C Mn P S max 0,05 0,35 0,040 0,045 0,12 0,65 0,020-0,040 0,035 0,035 0,020-0,040 0,045 0,07 0,300, 0,040 0,13 60 0,020-0,040 0, 035 0,035 0,020-0,040 0,045 0,12 0,300, 0,040 0,18 60 0,020-0,040 0,035 0,035 0,02 0-0,040 0,12 0,60 0,035 0,035 0,18 0,90 0,020-0,040 0,17 0,300, 0,040 0,045 0,24 6 0 0,020-0,040 0,035 0,035 0,020-0,040 HB max. 131 Cuzinei Domenii de utilizare 143 149 Piese cementate cu rezistena redus n miez: saibe, clichei, furci, pene de ghidare, c ulbutoare, supape, discuri, buce i role pentru lanuri de traciune. Piese cementate c u rezistena redus n miez: boluri, prghii, chei, pene de ghidare. 156 156 Piese cementate cu rezistena redus n miez: boluri, aibe, buce. Piese cementate cu rezi stena redus n miez: boluri, aibe, buce.139 SR EN 10083-1:1994+2:1995 OELURI DE CALITATE NEALIATE PENTRU CLIRE I REVENIRE Marca SR EN 100831:1994 2:1995 1 C 22 2 C 22 3 C22 1 C 25 2 C 25 3 C 25 1 C 30 2 C 30 3 C 30 1 C 35 2 C 35 3 C 35 1 C 40 2 C 40 3 C 40 1 C 45 2 C 45 3 C 45 1 C 50 2 C 50 Marca de oel STAS 880-88 OLC20 OLC20S OLC20X OLC20XS OLC25 OLC25S OLC25 X OLC25XS OLC30 OLC30S OLC30X OLC30XS OLC35 OLC35S OLC35X OLC35XS OLC40 OLC40S O LC40X OLC40XS OLC45 OLC45S OLC45X OLC45XS OLC50 OLC50S OLC50X Compoziia chimic pe oel lichid [%] Mn P S Max. 0,040 0,045 0,