Lucrarea nr.13_______________________________________________________

LUCRAREA NR. 13

Structuri obinute n urma operaiei de sudare i deformare plastic a oelurilor

1. Introducre

n urma prelucrrii materialelor metalice prin deformare plastic la rece sau la cald, prin sudare sau prin achiere datorit aciunii unor fore exterioare sau a cldurii (ori ambelor) structura iniial a materialului se schimb. Odat cu schimbarea strcuturii se schimb i anumite proprieti ale acestora.

2. Deformarea plastic

Deformarea plastic se poate face la temperaturi mai mici dect temperatura de reclistalizare.

Sub aciunea unor fore exterioare n materialele metalice au loc deformri elastice i plastice, modificri ale formei i dimensiunilor grunilor, structurii precum i a proprietilor acestora.

Deformaiile plastice au loc la tensiuni mai mari dect limita de elasticitate i provoac deplasri pe distane mari ale atomilor, materialul modificndu-si starea iniial (form, dimensiuni, structur).

Deformarea plastic se realizeaz prin alunecare i maclare.

Alunecarea const n deplasarea unor poriuni din cristal de-a lungul unor plane cristalografice, specifice fiecrui sistem cristalografic.

Maclarea const n modificarea orientrii unei poriuni din cristal astfel nct reeaua cristalin transformat i cea maclat devin simetrice n raport cu un anumit paln numit plan de maclare.

3. Structuri obinute la deformarea plastic la rece

Deformarea plastic la rece produce modificri de structur i proprieti care sunt influenate de gradul de deformare aplicat.

n urma deformrii plastice la rece au loc urmtoarele modificri:

- modificarea formei, orientrii i dimensiunilor grunilor cristalini . Aceste fenomene sunt cu att mai pronunate cu ct gradul de deformare ( ) este mai mare (= diametrul iniial, d= diametrul final).

Oelurile deformabile sunt oeluri cu 0,1%- 0,2 % C cu o structur n general feritic .

Metalele pure i aliajele cu structuri din soluii solide prezint alungirea dup direcia principal de deformare , constituenii strcuturali plastici se alungesc, iar cei fragili se sfrm i se distribuie n iruri dup direcia de deformare.

- modificri ale proprietilor de rezisten (, HB cresc) i a celor de plasticitate (, Z care scad).

Ansamblul acestor modificri ce afecteaz materialul deformat poart denumirea de ecruisare. Acest fenomen - ecruisarea-apare datorit finisrii blocurilor n mozaic , creterii tensiunilor interne de ordinul al II-lea i al densitii de dislocaii.

Aadar, structura unui oel hipoeutectoid nainte de deformare (recopt) este alctuit din gruni de for poliedrici (fig.............) i o cantitate mic de gruni poliedrici de perlit.

La grade de deformare mari (peste 80%) nu se mai deosebesc limitele dintre gruni. Grunii de ferit se alungesc, iar austenita din perlit i incluziunile metalice se sfrmieaz i se alungesc.(fig..............)

Efectele ecruisrii se diminueaz sau se nltur printr-un tratament termic numit recoacere de recristalizare. Acesta const n nclzirea oelului la o temperatur (0,2-03) i meninerea la aceast temperatur un timp, urmat de o rcire.

n urma acestui tratament au loc urmtoarele modificri n oel :

-apar gruni de form echiaxial care nlocuiesc strcutura fibroas.

- scad , HB i cresc A, Z.

Dimensiunea gruntelui recristalizat este influenat de gradul de deformare aplicat anterior, astfel :

la grade de deformare mare, dup recristalizare apare o granulaie fin;

la grade mici de deformare apare o granulaie grosolan.

4. Deformarea plastic la cald

Deformarea plastic la cald produce fenomene asemntoare n oeluri ca n cazul deformrii plastice la rece. Apare o ecruisare a materialului dar i o recristalizare simultan deoarece temperatura de deformare plastic la cald este peste temperatura recoacerii de recristalizare a oelului.

Structura uni oel eutectoid deformat plastic la cald va fi format din :

gruni echaxiali obinui n urma recristalizrii;

fibraj realizat din incluziuni nemetalice din oeluri.

Observaie.

De obicei deformarea plastic la cald se aplic pieselor turnate n vederea:

sfrmirii dendridelor de turnare;

micorrii neomogenitilor chimce;

eliminrii suflurilor i porozitilor;

obinerii unei granulaii fine.

n urma deformrii plastice la cald se modific i proprietile materialului care devin anizotrope. De acest fenomen trebuie s se in seama la proiectare i n exploatare.

Rezistena la compresiune i la ntindere este maxim pe direcia fibrajului, iar eforturile de forfecare sunt maxime pe direcia perpendicular pe fibre (fig.m).

4. Structura mbinrilor sudate

mbinrile sudate se realizeaz folosind procedee de sudare prin topire sau prin presare. n materialul supus operaiei de sudare se creeaz cmpuri termice care modific structura n zona custurii i zona de influen termic, precum i proprietile acestor oeluri n aceste zone.

Cel mai utilizat procedeu este cel prin sudare. n cazul sudrii prin topire cu arc electric n urma sudrii se disting urmtoarele zone: custura (CS); zona de trecere (ZT) i zona de influen termic (ZIT); metalul de baz MB.

Custura (CS)- Se formeaz prin solidificarea bii de sudur.Datorit voluului mic al bii, rcirea se produce rapid obinndu-se cristale columnare orientate n direcia de solidificare .

Zona de trecere (ZT)- este partea mbinrii care face trecerea ntre custur i metalul de baz.Este puin extins i apare ca o fie ngust, care este vizibil numai la microscop .

La oelurile carbon i cele slab aliate zona nu se observ, dar apare foarte bine conturat n cazul fontelor.

Zona de influen termic (ZIT) este zona din metalul de baz (MB) care a suferit transformri structurale ca urmare a aciunii temperaturii atinse din timpul sudrii. n funcie de compoziia chimic a oelului, de temperatura de nclzire i viteza de rcire n ZIT apar transformri.

La un oel cu coninutulde C < 0,25 apar urmtoarele subzone :

1. Subzona de supranclzire apare o structur grosolan de tip Widmannstatten (subzona este fragil) (fig.....)

2. Subzona de normalizare apare o granulaie fin cu proprieti mecanice bune;

3. Subzona transformrilor incomplete din MB se obine o perlit fin, iar ferita nu a suferit modificri;

4. Subzona de recristalizare n cazul cnd materialul a suferit o deformare plastic ulterioar, grunii se refac , iar n rest, structura nu sufer modificri.

Fig. 6.1 Structura mbinrilor sudateModul de lucru

Se vor analiza la microscopul optic metalografic structuri din oelul OL37; OL37ZK deformate plastic la rece i la cald, precum i mbinarea sudat a oelurilor OL37 i OL37ZK.

Se vor reprezenta i interpreta microstructurile examinate i se vor trece rezultatele n urmtorul tabel :

Nr. probOelul examinat Structura Observaii asupra structurii

OL37(normalizat-gruni echiaci)(100:1)

OL37 deformat la rece(100:1)

Gradul de deformare 50%

OL37 deformat la rece(100:1)

Gradul de deformare 80%

EMBED Photoshop.Image.7 \s

EMBED Photoshop.Image.7 \s

EMBED Photoshop.Image.7 \s

EMBED Photoshop.Image.7 \s

EMBED Photoshop.Image.7 \s

EMBED Photoshop.Image.7 \s

_1186999135.unknown

_1192527977.psd

_1192530135.psd

_1192530733.psd

_1192530929.psd

_1192530136.psd

_1192529693.psd

_1186999580.unknown

_1186998782.unknown

_1186999134.unknown

_1186998675.unknown