Rezolvari Stm

45
1. Metalele sunt acele elemente chimice, care posedă un coeficient pozitiv de variaţie a rezistivităţii electrice în funcţie de temperatură, respectiv rezistivitatea lor electrică creşte odată cu creşterea temperaturii. 2. Clasificarea metalelor. 3. Prin structura se intelege arhitectura interna a metalului, in functie de elementul la care se refera analiza , putem vb de: -structura atomica-structura interna a atomului -structura reticulara-caract retelei cristaline -structura cristalina-arhitectura interna a agregatului policristalin Structura reticulara edificiul format din atomi repartizati intro anumita ordine care se repera periodic dupa cele 3 directii de coordonate si poarta numele de cristal. 4. Exista 230 de tipuri de retele cristaline care se pot grupa in 32 de clase care la randul lor se grupeaza in 7 sisteme cristalografice : a. sistemul triclinic b. monoclinic c. rombic d. romboedric e. cubic f. tetragonal g. hexagonal

description

STM

Transcript of Rezolvari Stm

  • 1. Metalele sunt acele elemente chimice, care posed un coeficient pozitiv de variaie a rezistivitii electrice n funcie de temperatur, respectiv rezistivitatea

    lor electric crete odat cu creterea temperaturii.

    2. Clasificarea metalelor.

    3. Prin structura se intelege arhitectura interna a metalului, in functie de elementul la care se refera analiza , putem vb de:

    -structura atomica-structura interna a atomului

    -structura reticulara-caract retelei cristaline

    -structura cristalina-arhitectura interna a agregatului policristalin

    Structura reticulara edificiul format din atomi repartizati intro anumita ordine care se repera periodic dupa cele 3 directii de coordonate si poarta numele

    de cristal.

    4. Exista 230 de tipuri de retele cristaline care se pot grupa in 32 de clase care la

    randul lor se grupeaza in 7 sisteme cristalografice :

    a. sistemul triclinic b. monoclinic c. rombic d. romboedric e. cubic f. tetragonal g. hexagonal

  • 5. Retele cristaline mai des intalnite la metale:

    Sistemul cubic : -simplu (mai putin intalnit la metale)

    -cu volum centrat (met cu plasticitate mai redusa)

    - cu fete centrate (metale cu plasticitate mai mare)

    Sistemul hexagonal: -simplu

    - compact

    6. Transformari alotropice la metale. Polimorfism metalele au o mare varietate de retele cristaline si sunt cazuri cand un metal paote prezenta la diferite intervale de

    temperaturi stari alotropice diferite. Aceasta insusire poarta numele de polimorfism si

    starile stabile in diferite intervale de temperature se numesc STARI ALOTROPICE si

    se noteaza : alfa, beta, gama.

  • 7. Defecte punctiforme: sunt de dimensiuni foarte mici , dimensiuni la scara atomica. Pot aparea sub forma de: vacante, atomi interstitiali, conjugate (de tip Frenkel).

    A: Vacante: Desi marea majoritate a nodurilor retelei cristaline este ocupata de atomi se pot intalni situatii cand pot lipsi atomi din nodurile retelei; acest lucru este

    posibil odata cu cresterea temperaturii cand prin marirea amplitudinii oscilatiei ionilor

    unui atom pot parasi nodurile retelei.

    B: Atomii interstitiali: apare un atom in plus in nodurile retelei ceea ce determina defectele retelei

    C: Conjugate: aceste defecte apar prin combinare A cu B si anume prin parasirea unui atom din nodul retelei pozitiei respective si ocuparea unei pozitii intre

    noduri.

    8. Structura agregatului policristalin: corpurile metalice cu care lucram in

    practica sunt formate dintrun numar mare de cristale. In interiorul agregatului

    policristalin grauntii au orientarea diferita desi fiecare graunte e ANIZOTROP.

    Specificul struncturii limitelor dintre graunti: datorita orientarii diferite a diferitilor graunti care compun agregate policristaline asamblarea la limita

    grauntilor intampina graunti, si structura dintre ei primeste o structura diferita de

    cea pe care o au graunti in interiorul lor.

  • 9. Structura lichidului

    Spre deosebire de corpurile cristaline solide, n care atomii sunt distribuii ordonat i formeaz o reea cristalin, n lichide aceast ordine este distrus, iar atomii sunt legai ntre

    ei de fore de legtur mult mai slabe, avnd deci posibilitatea de a se deplasa mult mai uor

    n spaiu. n stare lichid, agitaia termic a atomilor conduce la o distrugere parial a ordinii

    din cristale, fr a se ajunge la dezordinea total caracteristic gazelor. In prezent sunt 2 teorii de baza privitoare la structura lichidului; Conform uneia

    dintre ele in lichid atomii se gasesc intro miscare dezordonata; A 2-a teorie e mai

    reala , considera ca strunctura lichidului si este caracteristica ordinea apropiata.

    In lichid repartizarea ordonata a atomilor se pastreaza pe distante mici, de unde si

    termenul de ordonare apropiata, lichidele trebuie sa fie considerate ca fiind compuse din

    domenii in care se pastreaza o ordine apropiata de cea din structura solida, in care se

    gasesc goluri rupturi si crapaturi.

    10. Bazele termodinamice ale procesului de cristalizare.

    La presiune constanta starii de agregare in care se afla corpurile sunt determinate de

    temperatura. Pentru a afla din ce cauza in anumite intervale de temperatura a stabilit

    starea solida iar in alte intervale de temperatura e stabilta starea lichida se fol notiunea de

    ENERGIE LIBERA ( energie necesara pentru efecturarea unui lucru mecanic exterior)

    Conform legilor termodinamicii in anumite conditii e stabilita starea cu energia libera

    cea mai mica.

    La Tt-Fs= Fe (coborand temperatura) la Ts-Fs Fe-Fs= Delta T

  • 11. Cristalizarea omogena- presupune existenta unui lichid pur si omogen in sensul ca in interiorul lui nu se gasesc particule straine in stare solida care sa

    poate juca rolul de suporti pentru formarea germenilor de cristalizare. In acest caz

    germenii de cristalizare se vor forma in mod spontan in lichid de unde a aparut si

    denumirea de cristalizare spontana.

    Formarea germenilor de cristalizare: la scaderea temperaturii in anumite puncte din lichid

    la un moment dat au loc abateri de la valoarea medie a caldurii, concetratiei si energiei

    (fluctuatie). Datorita acesteia, in anumite puncte din lichid, temperatura este mai scazuta.

    In aceste puncte se creeaza conditii favorabile pentru aparitia ordinii apropiate, adica a

    gruparilor de atomi plasati ordonat, fragmente de retea, care constituie de fapt germenii

    de cristalizare. Pt a putea creste dimensiunile germenilor de cristalizare trebuie sa depaseasca o anumita valoare critica. Pornind de la legile termodinamice a procesului de

    cristalizare , aceasta dimensiune critica poate fi calculata.

    Delta F variatia energiei libere a sistemului in cursul procesorului.

    Fl- energia libera a fazei lichide.

    Fs- energia libera a fazei solide

    v volumul particulelor fazei nou formate

    s - suprafata particulelor nou formate tensiunea superficiala la limita dintre particule si lichid.

    n nr particulelor

    r - raza particulelor

  • 12. Cristalizarea omogena . Cresterea germenilor de cristalizare. Pe suprafata germenului tridimensional format in lichid urmeaza sa se depuna

    atomi proveniti din lichid . Depunerea unui singur atom pe suprafata germenului

    tridimensional mareste energia libera a sistemului. Acest atom nu va ramane pe

    suprafata germenului care se va dizolva din nou in lichid. Deci se vor putea

    depune numai grupari de atomi de anumite dimensiuni critice, care prin depunerea

    lor duc la micsorarea energiei libere a sistemului. Procesul de crestere a cristalului

    se produce in salturi: se formeaza intai germenii 2D

    care se depun pe cei 3D.

    Experientele lui Tamann: Teoria cristalizrii topiturilor metalice, propus de Tammann i

    confirmat experimental de numeroase experiene, consider c cinetica fenomenului de

    solidificare poate fi caracterizat cantitativ prin doi parametri care rmn aproximativ

    constani n timpul desfurrii procesului de cristalizare. Aceti parametrii sunt viteza de

    formare a germenilor Vf i viteza de cretere a acestora Vcr . Valoarea celor doi

    parametrii este influenat n primul rnd de gradul de subrcire aplicat topiturilor

    metalice.

    Vf- viteza de formare

    Vcr- viteza de crestere

    Delta T- gradul de subracire

    Dimensiunile grunilor cristalini rezultai n urma cristalizrii vor fi determinate att de

    viteza de formare ct i de viteza de cretere a germenilor de cristalizare, deci n ultim

    instan de gradul de subrcire aplicat topiturii. Corelaia ce exist ntre dimensiunile

    grunilor i vitezele de formare i cretere a germenilor, poate fi exprimat prin relaia:

    Ng este numrul de gruni pe unitate de volum: c - coeficient de proporionalitate;

  • 13. Cristalizarea neomogena. Modificarea. In practica de cele mai multe ori ne intalnim cu fenomenul cristalizarii neomogene fortate

    cand lichidul nu e pur ci contine in masa lui particule straine pt formarea germenilor

    cristalini. Pt ca pe o astfel de particular sa se poata depuna atomi metalici trebuie insa sa

    se respecte urmatoarele 2 conditii:

    a) tensiunea superficiala la linia dintre particular si germene sa fie mai mica decat tensiunea superficiala la limita dintre lichid si germenele metallic.

    b) Sa fie respectat principiul corespondentei si de structura(pt ca pe un anumit germene se pot depune atomi metalici este necesar sa se indeplineasca conditia ca

    incluziunea si metalul sa aibe acelasi tip de retea si parametrii apropiati; in acest

    caz, atomii incluziunii atrag atomi metalici si depunerea germenilor

    bidimensionali e usurata).

    Influentarea cristalizarii prin introducerea intentionata in topitura, iar substantele care se

    introduce poarta denumirea de modificator. MODIFICAREA se intrebuinteaza la

    elaborarea metalelor sia liajelor feroase si neferoase. Prin modificare se mareste nr

    centrelor de cristalizare, obtinandu-se o structura fina si proprietati mecanice superioare.

    14. Cristalizarea lingoului de otel Calmat. In momentul turnarii in lingotiera aceasta fiind rece iar metalul avand o temp relativ

    ridicata , in zona de contact dintre lingotiera si metal gradul de subracire va fi mare.

    Conform diagramei, la 1 grad de subracire ridicat viteza de formare a subgermenilor e

    mare, ca urmare structura obtinuta va fi formata din multi graunti cu structura fina

    numita zona cristalelor de racire sau zona marginala .

    Zona 1: pereti reci, metalul cald, grad de subracire mare- viteza de formare a

    germenilor mare- structura fina- duritate mare.( avantajoasa, dar cu intindere mica)

    Zona 2: temeperatura metalului lichid a scazut putin- grad de subracire mai mic-

    crstiale mai mari- zona cristalelor columnare (transcristalizare) (e nedorita din

    cauza rezistentei reduse in aceasta zona)

    Zona 3: grad de subracire mic germenii cresc in toate directiile- zona cristalelor

    echiaxe (avantajoasa pt deformarea plastica ajungandu-se la structuri fine)

  • 15. Cristalizarea lingoului de otel necalmat La otelul necalmat in timpul turnarii metalului in oala de turnare sau chiar in lingotiera se considera dezoxidarea metalului ( FeO + C= Fe+CO)

    In timpul raciri pana la dezoxidarea completa, metalul va fierbe din el degajandu-se

    CO si H. dupa solidificare se va gasi o retorsura dispersa sau pari de retorsura. Co si

    H2 fiind gaze reducatoare nu oxideaza supr interioara a spatiilor in care se gasesc, de

    aceea la deformarea plastica se sudeaza usor rezultand un semifabricat compact.

    16. Deformarea elastica Se caracterizeaza prin faptul ca dupa inlaturarea fortei de deformare, materialul revine

    la forma initiala. Fortele care actioneaza asupra metalului, actioneaza asupra retelei

    lui reticulare , ele provocand marirea distantei dintre atomii retelei cristaline. Dupa

    inlaturarea fortei, atomii revin in pozitia initiala si deformarea dispare.

    LEGEA LUI HOOKE

  • 17. Deformarea plastica prin translatie a unui monocristal Supunand monocristalul la 2 forte P la inceputul aplicarii fortelor pe suprafata lui

    vor aparea o serie de linii oblice numite, linii de alinecare , iar mai tarziu fragmente

    din reteaua lui cristalina se vor deplasa unele fata de altele. Deplasarea se face dupa

    asa numite plane de alunecare.

    Prin translatie reteaua cristalina a portiunilor care aluneca unele fata de altele

    dupa planul de alunecare nu se modifica. Planele cristaline pe care se produce alunecarea

    se numesc plane de alunecare, iar direciile de-a lungul crora alunec pachetele de

    material, direcii de alunecare. Cu ct numrul planelor de alunecare i cel al direciilor

    de alunecare este mai mare, cu att deformarea plastic se desfoar mai uor, deci

    materialul este mai plastic.

    18. Deformarea plastica prin maclare a unui monocristal Deformarea plastic a metalelor se poate realiza i prin maclare, mecanism care const n

    deplasri a unor grupri de atomi (pachete), n aa fel nct n cristal s se formeze dou

    sau mai multe zone care au reele simetrice una n raport cu alta. n figura 1.17 se arat

    schematic cum se produce deformarea plastic a unui cristal prin procesul maclrii.

    Maclarea se poate produce att n timpul deformrilor plastice la rece, dar i n timpul

    solidificrii aliajelor sau n timpul unor tratamente termice.

  • 19. Deformarea plastica a agregatului policristalin Deformarea plastic a agregatului policristalin va fi rezultatul deformrilor plastice pe

    care le sufer fiecare grunte n parte.

    Deoarece orientarea grunilor agregatului este diferit, nu toi grunii se vor deforma la

    fel. Sub aciunea unor fore exterioare aplicate agregatului policristalin, vor ncepe s se

    deformeze nti grunii care au planele de alunecare orientate cel mai favorabil

    deformrii, prin translaie, respectiv Ia 45 fa de direcia de aciune a forei.

    Structura agregatelor policristaline deformate plastic, care reprezint gruni orientai,

    poart denumirea de textur.

    Daca inainte de deformarea plastica materialul era izotrop, dupa deformare devine

    anizotrop

    20. Influenta deformarii plastice la rece asupra proprietatilor metalelor. Ecruisajul

    n timpul deformrii plastice, reeaua cristalin a fiecrui grunte sufer deformri puternice i

    din aceast cauz tensiunile interne cresc deosebit de mult i astfel se nregistreaz o cretere a

    rezistenei Ia rupere i a duritii, precum i o scdere a alungirii la rupere. Acest proces de modificare a proprietilor n timpul deformrii plastice poart denumirea de ecruisare.

    Deformaia pe care o sufer materialul n timpul aciunii forelor exterioare este caracterizat prin

    gradul de deformare (grad de ecruisare) E%: unde cu A0 s-a notat aria seciunii iniiale i cu A - aria seciunii finale a probei deformate.

    Capacitatea materialelor metalice de a se ecruisa, prezint o importan practic deosebit. Pe

    aceast proprietate se bazeaz o serie ntreag de operaii tehnologice prin care se pot realiza mriri ale rezistenei la rupere, ale duritii i ale rezistenei la uzare, la materiale care nu pot fi

    durificate prin tratamente termice.

  • 21. Influenta incalzirii asupra structurii si proprietatilor materialelor

    metalice deformate plastic la rece. Starea obinut prin deformare plastic, fiind o stare n afara echilibrului, materialul metalic

    ecruisat tinde s treac spontan ntr-o stare de energie mai mic, mai apropiat de starea de

    echilibru. Deoarece procesele prin care un material ecruisat trece n stri cu energie mai mic se realizeaz prin difuzie, temperatura exercit o influen foarte mare asupra structurii i

    proprietilor metalelor ecruisate. La majoritatea materialelor metalice, mobilitatea atomilor la

    temperatura ambiant este foarte mic, astfel nct structura obinut prin deformare plastic este stabil. Pentru ca materialul ecruisat s-i reduc starea de neechilibru, este necesar nclzirea lui

    Ia o temperatur ridicat. Acest tratament termic este cunoscut sub numele de recoacere de

    recristalizare. La ridicarea n continuare a temperaturii, la limitele grunilor alungii i uneori chiar n interiorul

    lor apar germenii unor noi gruni. Aceti germeni se vor dezvolta i vor da natere unor gruni

    noi, de form poligonal. Acest proces poart denumirea de recristalizare, iar structura rezultat,

    structur de recristalizare. n urma recristalizrii, starea de neechilibru dispare i astfel duritatea i rezistenele la rupere i curgere scad, iar alungirea ia rupere crete, cu alte cuvinte materialul

    metalic redevine moale i plastic. Temperatura la care ncepe procesul de recristalizare, respectiv

    cea la care apar germenii de recristalizare se numete temperatur de recristalizare i este diferit de la metal la metal. Academicianul A.A. Bocivar a stabilit o relaie cu ajutorul creia poate fi

    stabilit temperatura de recristalizare a metalului, n funcie de temperatura de topire:

  • 22.Influenta gradului de deformare si a temperaturii de incalzire

    asupra marimii grauntelui obtinut in urma deformarii plastice la rece

    si a recristalizarii

    Mrimea grunilor materialului metalic recristalizat este influenat de patru factori i anume de: - gradul de deformare;

    - temperatura de nclzire pentru recristalizare;

    - timpul de meninere la temperatura de nclzire;

    - puritatea materialului.

    Dimensiunile grauntelui cresc odata cu cresterea temperaturii deoarece ridicarea T

    accelereaza mobilitatea atomilor si determina procese de recristalizare selective in

    materiale. Daca reprezentam in aceeasi diagrama influenta gradului de deformare si a

    T de incalzire asupra marimii grauntelui, atunci se obtine o diagrama spatiala, numita

    diagrama de recristalizare. Diagrama de recristalizare ajuta la stabilirea gradelor de

    deformare plastica si la fixarea temperaturilor recoacerii de recristalizare in asa fel

    incat sa se obtina anumite marimi ale grauntelui cristalin si anumite proprietati dupa

    deformarea plastica si recristalizare.

  • 23. Alianje metalice, componenti, legea fazelor. Metalele pure au in general duritate si rezistenta scazuta si sunt scumpe, motiv pt care

    se utilizeaza sub forma de aliaj metallic- este materialul obtinut prin topirea impreuna

    a 2 metale. Prin componenti se inteleg elemente chimice care participa la formarea

    aliajului respectiv. Componentii pot fi:

    -componenti de baza(metal)

    -Componenti de adaos (metal sau nemetal)

    In fct de nr de componenti pe care ii contine , aliajele pot fi:

    -cu 2 componenti (binare)

    - 3 comp (ternare)

    - 4 comp (cuaternare)

    - polinare (mai multi comp)

    In functie de compozitia fizico chimica , un aliaj metalic poate fi omogen (atunci

    cand reprez aceeasi componenta chimica si aceleasi prop in toata masa lui) si

    neomogen sau eterogen (cand nu prezinta aceeasi compozitie si proprietati in toata

    masa lui).

    O parte omogena dintrun sistem despartita de celelalte parti omogene prin supr de

    separare bine concentrate se numeste FAZA.

    Prin sistem se intelege totalitatea fazelor aflate in stare de echilibru in anumite

    conditii de temp , presiune si alti factori externi. Sistemele pot fi monofazice ,

    bifazice , trifazice si polifazice. Un sistem se afla in echilibru atunci cand in interiorul

    sau se produc reactii sau transformari.

    Legea fazelor: n=c-f+2 n- nr grade libertate , c- nr componentilor , f-nr fazelor.

  • 24. solutia solida Grunii de soluie solid sunt formai din atomi ai unor componeni diferii care sunt distribuii

    ntmpltor n cadrul reelei. Componentul care predomin este numit component de baz sau solvent, iar n reeaua sa cristalin vor fi nglobai atomii componentului de aliere, respectiv

    componentului dizolvat. Dup modul n care se ncadreaz atomii componenilor dizolvai n

    reeaua cristalin a solventului, vor rezulta soluii solide de substituie, de interstiie i complexe.

    n soluiile solide de substituie, atomii componentului de aliere nlocuiesc n nodurile reelei cristaline o parte din atomii metalului de baz. n soluiile solide de interstiie atomii

    componentului de aliere ocup poziii interstiiale ale reelei metalului de baz. n soluiile solide

    complexe apar atomi strini, att n nodurile reelei, ct i n spaiile interstiiale.

    Pentru a se putea forma soluii solide cu solubilitate nelimitat (soluii solide totale), componenii

    aliajului trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:

    a) s aib acelai tip de reea cristalin;

    b) diferena dintre diametrele atomilor s nu fie mai mare de 8 %; c) s ocupe poziii apropiate n tabelul periodic al elementelor, adic s aib un caracter

    electrochimic asemntor;

    d) s aib temperaturi de topire apropiate.

  • .

    25. Compusul chimic

    n condiiile n care ntre atomii metalului de baz i atomii elementelor de aliere se stabilesc

    legturi chimice, iau natere aa numiii compui chimici. Compusul chimic este un constituent

    metalografic care prezint o compoziie chimic constant i bine definit, iar reeaua sa cristalin este diferit de cea a componenilor. Datorit legturilor chimice complexe care apar ntre atomii

    componenilor aliajelor, compuii chimici prezint de regul o duritate ridicat, dar i o fragilitate

    mare. De asemeni compuii chimici prezint de obicei temperaturi de topire mai mari dect elementele componente. Astfel, prezena n aliaje a compuilor chimici, va determina creterea

    duritii i deci i a rezistenei la uzare, creterea fragilitii i ridicarea temperaturii de topire. Se

    pot deosebi trei tipuri de compui chimici: compui electrochimici, compui chimici electronici i

    compui chimici interstiiali. Compuii electrochimici (cu valen normal) se formeaz ntre componenii aliajului, pe baza

    respectrii legii valenelor. Formulele chimice ale acestor compui, vor exprima proporia ce

    exist ntre elementele componente. Se pot forma compui electrochimici ntre atomii unui element metalic i atomii unui element cu caracter nemetalic (Al2O3 , BeS, FeS, ...) sau ntre

    atomi metalici de specii diferite (CuBe2 , MgCu2 , ZrFe2 ). Compuii chimici electronici se

    caracterizeaz prin raportul ce exist ntre numrul electronilor de valen i numrul atomilor din

    formula compusului chimic. Compuii chimici interstiiali se formeaz ntre atomii unor elemente metalice i atomii unor elemente nemetalice care au un diametru atomic foarte mic (H, N, C, B).

    Se formeaz astfel, aa numitele hidruri, nitruri, carburi i boruri.

    26. Sistem binar cu componenti insolubili atat in stare lichida cat si in

    stare solida

    O astfel de diagrama o formeaza aliajul din Fe si Pb care sunt insolubili atat in stare lichida cat si

    solida.

    Deasupra temp de TA vom avea 2 lichide complet separate; sub TA se vor afla in

    echilibru cristalele de metal pur A si lichid B; sub TB structura aliajelor va fi formata

    dintrun amestec mecanic de cristale A si B.

    -linia lichidus porneste de la temp la care se topeste componentu de baza si se

    termina la temperature de topire a celui de al 2-lea component. TA-b-TB

    -linia solidus(cea hasurata) porneste din acelasi pct cu linia lichidus si se intalneste la

    capatul liniei lichidus cu pct ei terminal. TA-a-TB

  • 27. Sistem binar cu componenti partiali solubili in stare lichida si

    insolubili in stare solida. Din diagrama reiese ca in anumite intervale de temperatura si concentratie , cele 2

    metale se dizolva perfect unul intr-altul si formeaza o solutie lichid-omogena L.

    La temp mai joase si alte limite de concentratie , solubilitatea in stare lichida a

    componentilor nu mai este completa fara sa formeze o solutie lichida omogena.

    LA-LB sunt solutii conjugate.

    Linia lichidus TA-a-TB

    Linia solidus TA-b-TB.

    O regula care ne permite sa aflam exact concentratiile de A si B este regula

    orizontalei. Ea este aplicabila in domeniile bifazice si ne arata fazele care se gasesc in

    echilibru la o anumita temperatura; componentii chimici ale fazelor aflate in

    echilibru. Tot aceasta regula ne permite sa descoperim variatia compozitiei in cele 2

    faze cu scaderea temperaturii.

    28. Sistem binar cu componenti complet solubili in stare lichida si in

    stare solida. Diagrama binara cu solutie solida totala. Regula

    orizontalei aplicata la acest sistem.

    L solutie lichida omogena.

    Alfa solutie lichida totala. Vom explica cu aj regulei orizontalei formarea cristalelor

    zonare. Din punctele in care verticala de temperature atinge linia lichidus ( L1) se

    duce o orizontala in directia liniei solidus pana la atingerea acestei linii in pct s1.

    Deoarece linia solidus delimiteaza domeniul solutiei solide determinand separarea din

    lichid cristalele de solutie solida Alfa. Proiectand pe abscisa punctual s1 putem citi

    compusii chimici a primelor cristale ,care se separa din lichid. Procedand in mod

    asemanator in continuarea racirii aliajului M se obtine evidentierea liniilor L si S.

    29. Legea parghiei

    Se aplica in domeniile bifazice si permite determinarea raportului cantitativ

    care exista intre fazele aflate in echilibru la o anumita temperatura.

    Din pct M se duce o orizontala pana la intersectia linilor L-S. Considerand

    pct M ca pct de sprijin si daca se atarna in mod imaginar in pct l si s,

    greutatea fazei lichidelor Gl si pe faze solide Gs atunci se obtine o parghie

    de gradul 1.

  • 30. Sistem binar cu componenti complet solubili in stare lichida si

    insolubili in stare solida. Diagrama cu eutectic.

    In aceasta diagrama apare pct e se numeste pct eutectic.

    aeb- orizontala eutectica. La racirea aliajului apare transformarea eutectica conform

    unei reactii numita reactia eutectica.

    Diagrama de faze- serveste la determinarea rapida a raportului cantitativ dintre faze

    aflate in structura unui aliaj la temp mediului ambiant; Determinarea cantitatii

    procentuale ale fazelor pt diferite aliaje din sistemul respectiv se face cu ajutorul legii

    parghiei. In aceasta diagrama se figureaza numai partile omogene din structura

    aliajului adica fazele.

    Diagrama de constituenti- in aceasta diagrama se figureaza toate tipurile de

    constituenti metalografici atat cei omogeni cat si cei neomogeni, aceasta diagrama

    reflectand de fapt compozitia structurala a aliajelor dpdv cantitativ

    31. Sistem binar cu componenti complet solubili in stare lichida si

    insolubili in stare solida. Diagrama cu compus chimic AmBn-este compus chimic stabil; el are o concentratie fixa si

    constanta in fct de temp si se reprezinta in diagrama de echilibru

    printr-o verticala. Aceasta verticala imparte diagrama in alte 2

    diagrame simple, in partea stanga o diagrama cu eutectic simplu care

    are drept componenti metal pur A si compus chimic AmBn si in

    partea dreapta o alta diagrama cu eutectic simplu care are drept

    componenti compusul chimic AmBn si metalul pur B.

  • 32. Sistem binar cu componentii complet solubili in stare

    lichida si partial solubili in stare solida. Diagrama cu

    eutectic-cazul cand solubilitatea maxima a elementelor

    dizolvate in solutiile solide nu variaza cu variatia

    temperaturii. Intrun anumit interval de concentratie cei 2 compusi sunt solubili unul

    intr-altul si forneaza o solutie solida Alfa si Beta. In restul domeniului de

    concentratie cei 2 componenti sunt insolubili unul intr-altul si structura

    formata va fi construita dintrun amestec mecanic de solutie solida Alfa si

    Beta. In dreptul pct de solubilitate maxima a si b apar linii verticale. aeb

    orizontala eutectica.

    33. Sistem binar cu componentii complet solubili in stare lichida si

    partial solubili in stare solida. Diagrama cu eutectic-cazul cand

    solubilitatea maxima a elementelor dizolvate in solutiile solide variaza

    cu variatia temperaturii. In dreptul pct de solubilitate maxima apar curbe care se numesc curbe de

    solubilitate in stare solida aa si bb. Solutiile solide Alfa si Beta sunt

    solutii solide primare( se separa din lichid). Solutiile solide Alfasi beta

    sunt solutii solide secundare(se separa de solutii solide).

  • 34. Sistem binar cu componentii complet solubili in stare lichida si partial

    solubili in stare solida. Diagrama cu compus chimic. Alfa beta gama- sunt solutii solide

    partiale . compusul chimic AmBn

    este compus chimic fictiv. Solutia

    solida gama (AmBn solvent si A si B

    dizolvati).

    35. Aspectul de amsamblu a diagramei Fe-C Analiznd diagrama Fe-C constatm c ea prezint o serie de particulariti i anume:

    a) diagrama este aparent complicat;

    b) diagrama este incomplet, n ea fiind reprezentate numai aliajele cu coninut de carbon de pn la 6,67 %;

    c) diagrama prezint dou feluri de linii: linii continue i linii ntrerupte.

  • 36. Particularitatile diagramei Fe-C Studiind amnunit particularitile diagramei vom observa urmtoarele:

    a) ntr-adevr, diagrama este doar aparent complicat. Ea prezint transformri n stare solid care se datoreaz: - transformrilor alotropice ale fierului - variaiei cu temperatura a solubilitii

    carbonului n soluiile solide i .

    b) Diagrama este incomplet, adic este construit doar pn la 6,67 % C i nu pn la 100 % C,

    deoarece aliajele coninnd mai mult de 6,67 % C sunt greu de obinut i sunt puin utilizate. c) Existena a dou feluri de linii n diagram este determinat de viteza de rcire la solidificare i

    de prezena n topitur a unor anumite elemente.

    Astfel, transformrile pot avea loc dup liniile continue (sistemul Fe-C nestabil) sau dup liniile ntrerupte (sistemul Fe-C stabil).

    37. Aspectul diagramei Fe-Fe3C Ce I-cementita primara

    Ce II- cementita secundara

    Ce III- tertiara

    Pe-perlita

    Le-ledeburita

    38. Orizontalele diagramei Fe-Fe3C HJB- Punctul B este un punct de inflexiune pe linia lichidus, fiind un punct peritectic, iar

    orizontala HJB o orizontal peritectic. La traversarea acestei orizontale peritectice, n aliajele

    situate n dreptul ei, se produce transformarea peritectic:

    ECF- Punctul C este punctul eutectic al diagramei Fe-Fe3C, iar orizontala ECF este orizontala eutectic. La traversarea acestei orizontale eutectice, se produce transformarea eutectic:

    PSK- Punctul S este punctul eutectoid al diagramei Fe-Fe3C iar orizontala PSK este orizontala

    eutectoid. La temperatura acestei orizontale eutectoide se produce transformarea eutectoid:

  • 39.Punctele critice din sistemul Fe-Fe3C A0-210* - Ce magneticacementita

    nemagnetica

    A1-727*-PSK-marcheaza trans

    eutectoida(perlitica); la racire austenita

    se trans in Pe.

    A2-770*-727*-MOSK- se produce

    pierderea magnetismului la incalzire. Pe

    portiunea MO din cauza transformarii

    solutiei solide Alfa magnetica in sol

    solida Beta nemag. Pe OS dat trans sol

    sol Alfa prin incalzire in sol solida Gama

    si pe SK are loc transformarea Pe in sol

    solida Gama.

    A3-912*-727* GOSK marcheaza

    transformarea sol sol alfa prin incalzire

    in sol sold Gama.

    A4-1495*-1394*- NGNH are loc dupa NG trasformarea sol sold Gama in sol sold Delta

    (mic) prin incalzire, dupa curba NH prin incalzire devine sol sold Delta(mic) sfarsitul

    transformarii.

    Acem-1148*-727*-- ES- dupa aceasta curba se produce la racire separarea din sol sold

    Gama a Ce II. La racire curba ES arata terminarea dizolvarii CE II in sol sold Gama.

  • 40. Constituentii de echilibru ai aliajelor Fe-C Ferita este o soluie solid de carbon n fierul cu reeaua cubic cu volum centrat, motiv pentru

    care se mai numete i soluie solid . Deoarece fierul dizolv foarte puin carbon (0,02 % la temperatura de 727 C i 0,002 % la temperatura ordinar) aceast soluie solid este foarte

    apropiat de fierul tehnic, motiv pentru care a primit denumirea de ferit. Compoziia chimic a

    feritei este apropiat de cea a fierului pur, motiv pentru care proprietile feritei sunt i ele

    apropiate de cele ale fierului pur. Din punct de vedere magnetic, ferita este feromagnetic pn latemperatura de 770 C (punctul critic A2, cunoscut i sub denumirea de punctul Curie). Datorit

    faptului c ferita este un constituent moale i plastic, prezena ei n structura aliajelor Fe-C

    contribuie la obinerea unei plasticiti ridicate n aceste aliaje i a unei duriti i rezistene la rupere mai sczute, motiv pentru care ferita este structura de baz a oelurilor moi cu structur

    feritic, folosite pe scar larg n industrie i mai ales n construcia de autovehicule, supunndu-

    se operaiilor de deformare la rece.

    Austenita este o soluie solid de ntreptrundere de carbon n fierul , cu reeaua cubic cu fee centrate, motiv pentru care se numete i soluie solid .

    Austenita dizolv carbon n cantiti mai mari dect ferita, cantitatea maxim de carbon, dizolvat

    n soluia solid , este dat de punctul E din diagrama Fe-C, care indic concentraia de 2,11 % C.

    n oelurile carbon, austenita este stabil numai la temperaturi ridicate, peste 727 C. n cazul n

    care aliajul conine ns elemente de aliere, care deplaseaz liniile de transformare din diagram i lrgesc domeniul soluiei solide , austenita poate s apar i la temperatura ordinar.

    Cementita este un compus chimic respectiv o carbur de fier cu formula Fe3C, coninnd 6,67 %

    C, avnd o reea ortorombic. Datorit acestei reele cementita are posibiliti reduse de alunecare

    motiv pentru care are o duritate foarte ridicat i o fragilitate foarte mare. S-a stabilit c valoarea duritii variaz ntre 700-800 HB. Din cauza fragilitii ridicate, ct i din cauz c nu pot fi

    obinute epruvete exclusiv din cementit pentru ncercarea la traciune, rezistena la rupere i

    alungirea la rupere nu pot fi determinate. Din punct de vedere magnetic, cementita este feromagnetic sub temperatura de 210 C (notat cu A0 n diagrama Fe-C) i paramagnetic,

    peste aceast temperatur. La microscop cementita apare de culoare alb strlucitoare, n cazul n

    care developarea structurii s-a fcut prin utilizarea reactivului obinuit Nital, sau de culoare brun rocat, n cazul atacului cu picrat de sodiu n soluie alcalin la cald. Prin acest din urm atac,

    cementita poate fi deosebit de ferit, care apare tot de culoare alb ca i cementita, la atacul cu

    Nital. Din punct de vedere al formei sub care apare la microscop, se disting urmtoarele categorii

    de cementit: - cementita acicular (sub form de cristale primare n fontele albe hipereutectice); - cementit sub form de reea (n oelurile hipereutectoide); - cementit globular sau grunoas

    (n oelurile hipereutectoide, n care reeaua a fost sfrmat prin forjare sau tratament termic sau

    n oelurile eutectoide n perlit) i - cementit lamelar (n oelurile eutectoide cu structur perlitic lamelar).

    Perlita este eutectoidul diagramei Fe-Fe3C, fiind deci un amestec mecanic, care apare n urma

    reaciei eutectoide: Perlita va avea proprieti intermediare ntre cele ale feritei, care este un constituent moale i cele

    ale cementitei, care este un constituent dur i fragil. Este necesar s cunoatem care este ns

    ponderea n structura perlitei, a celor doi constitueni care o formeaz, pentru a-i ti ct mai exact proprietile.

    Ledeburita este eutecticul diagramei Fe-Fe3C, fiind i ea un amestec mecanic ca i perlita,

    rezultnd n urma reaciei eutectice. La temperatura ordinar este format din perlit i cementit Ledeburita apare la microscop sub un aspect pestri fiind format din insule de culoare nchis de

    perlit, pe fond de cementit de culoare deschis. Din punct de vedere magnetic, ledeburita este

    feromagnetic deoarece conine perlit feromagnetic.

  • 41. Influenta elementelor insotitoare din otelurile carbon Manganul provine n oel din feromanganul introdus n timpul elaborrii pentru dezoxidare i

    desulfurare. Manganul, parial se dizolv, parial formeaz o serie de compui chimici n oel. La temperatura ordinar, fierul a dizolv pn la 10 % Mn. Dizolvndu-se n ferit, manganul o

    durific mbuntindu-se astfel proprietile mecanice.

    Manganul se mai poate gsi n oel i sub form de incluziuni nemetalice cum sunt: MnO, MnS,

    MnOSiO2 , (MnO)2Si2 , care se prezint n mod obinuit sub form de incluziuni la limita grunilor.

    Siliciul provine n oel, parial din fonta brut care a servit la elaborarea oelului, parial din

    cptueala cuptorului de elaborare, din zgur i din ferosiliciul utilizat pentru dezoxidare. Datorit afinitii mari fa de oxigen siliciul apare n oel sub form de incluziuni nemetalice de

    oxizi ca SiO2 (silice) sau silicai sau oxizi-silicai ca (FeO)2SiO2 ; (MnO)2SiO2 ; SiO2 , care n

    urma deformrii plastice (laminrii) primesc o form alungit rezultnd n oeluri structura

    fibroas. Sulful provine n oel din fonta brut care a servit pentru elaborarea oelului, iar n aceasta ajunge

    din minereu i mai ales din cocsul utilizat la elaborarea fontei. Nu se dizolv n ferit ci formeaz

    n oel sulfuri, n special sulfur de fier (FeS) care formeaz la rndul ei cu fierul un eutectic (Fe-FeS) care se plaseaz la limitele grunilor, topindu-se la temperatur relativ sczut (985 C).

    Acest eutectic, prin nclzirea oelului pentru forjare, la temperaturi de 800-1200 C se topete,

    fcnd materialul fragil la cald. Deci, sulful confer oelului fragilitate la cald sau fragilitate la rou, fenomen nedorit care poate fi prevenit prin limitarea coninutului de sulf la max. 0,04 %.

    Fosforul provine n oel din fonta brut de furnal, iar n aceasta din urm, din minereu. n

    oelurile cu coninut ridicat de carbon cum sunt de exemplu oelurile de scule n care i aa

    tenacitatea este mai redus, coninutul de fosfor este limitat la 0,03 % P. n oelurile cu coninut sczut de carbon, care au n general o plasticitate i tenacitate mai bun, se

    admite un coninut de fosfor de maximum 0,04 % P.

    Oxigenul provine n oel, parial din font n care ajunge din minereuri i parial din contactul cu aerul n timpul elaborrii oelului. Oxigenul mai poate ptrunde n oelul n stare solid n timpul

    nclzirii la temperatur ridicat, prin difuzia care are loc de-a lungul limitelor grunilor.

    Coninutul maxim de oxigen n oelurile carbon este de 0,05 %. Azotul provine n oel din aerul cu care vine n contact la elaborare, motiv pentru care coninutul

    de azot din oel este influenat de procedeul prin care a fost elaborat oelul, variind funcie de

    aceasta ntre 0,01 - 0,03 % N.

    Hidrogenul provine n oel n timpul elaborrii, fie din adaosurile care conin hidrogen i care sunt introduse n oel la elaborare (ferosiliciu, var), fie din cptueala cuptorului sau a oalei de

    turnare. Hidrogenul mai poate fi absorbit de oel i prin difuzie, n timpul nclzirii aliajului solid.

    Hidrogenul determin scderea rezistenei i tenacitii, fcnd oelul fragil.

  • 42. Clasificarea si simbolizarea otelurilor carbon Oteluri carbon:

    I-de constructie-A) obisnuite a)turnate

    b)lamellate

    B) de calitate- a) de cementare

    b) de imbunatatire

    II- de scule

    Oelurile de construcie sunt destinate a fi utilizate n: - construciile metalice (poduri metalice, structuri metalice etc.)

    - construciile mecanice, adic executarea de piese pentru diferite maini, instalaii, utilaje, maini

    unelte, automobile etc. Oelurile de scule sunt destinate executrii de scule pentru prelucrarea metalelor i anume: att

    scule destinate prelucrrii metalelor prin achiere (cuite de strung, freze, burghie etc.) ct i scule

    pentru prelucrarea metalelor prin deformri plastice (matrie, poansoane, filiere etc.) i scule pentru efectuarea de msurtori (calibre).

    43. Fonte albe(microstructura si proprietatile) Fontele albe au un coninut de carbon mai mare de 2,11 % C, fiind situate n diagrama fier-

    cementit n domeniul din dreapta punctului E (2,11 % C). Structura fontelor albe este indicat n cmpurile diagramei Fe-Fe3C. n funcie de poziia lor fa de punctul eutectic (C) se disting:

    fontele albe hipoeutectice, cu coninut de carbon variind ntre 2,11 - 4,3 % i cu structura format

    din perlit, cementit secundar i ledeburit; - fontele albe eutectice, coninnd 4,3 % C i avnd

    o structur ledeburitic; - fontele albe hipereutectice, cu un coninut de carbon ntre 4,3 i 6,67 % C cu structura format din ledeburit i cementit primar. n structura fontelor albe intr o

    cantitate mare de cementit. Datorit duritii foarte ridicate a cementitei (750 HB) i a

    ledeburitei (700 HB), fontele albe sunt aliaje foarte dure dar i foarte fragile, motiv pentru care au o utilizare limitat n construcia de maini.

  • 44. Aspectul si constituentii Fe-grafit

  • 45. Orizontalele diagramei Fe-grafit HJB-orizontala perlitica-la traverarea ei se produce transformarea perlitica data de reactia

    perlitica.

    ECF- orizontala eutectica la traversarea ei se produce trans eutectica.

    PSK-orizontala eutectoida- traversarea ei prod transf eutectoida

    46.Fontele cenusii. Microstructura si proprietatile Fonta cenuie are masa metalic de baz format din diferii

    constitueni, ea putnd fi : - feritic, n cazul n care carbonul a suferit o grafitizare

    total, fonta numindu-se font cenuie feritic;

    - ferito-perlitic, n cazul n care a avut loc o descompunere

    parial a cementitei din eutectoid, fonta numindu-se font cenuie ferito-perlitic;

    - perlitic, n cazul n care transformarea eutectoid a avut

    loc dup sistemul fier-cementit, fonta numindu-se font cenuie perlitic;

    - perlito-cementitic, n cazul n care transformarea eutectoid a avut loc dup sistemul fier-

    cementit, iar cementita secundar nu a suferit descompunere sau a suferit doar descompunere

    parial, fonta numindu-se font cenuie perlito-cementitic.

    47.simbolizarea fontelor cenusii Simbolizarea fontei cenuii se face dup proprietile ei mecanice respectiv dup rezistena la

    rupere la traciune, conform STAS-ului 568-75. Simbolul se compune din literele Fc, care indic font (F) cenuie (c), urmat de trei cifre care indic rezistena minim la rupere la traciune n

    N/mm2.

    De exemplu, simbolul Fc 100 indic o font cenuie cu rezisten la rupere Ia traciune minim de

    100N/mm2.Proprietile mecanice ale fontelor cenuii pot fi ridicate acionnd asupra structurii ei, adic asupra masei metalice de baz i a incluziunilor de grafit.

    48. Imbunatatirea proprietatilor fontelor cenusii Proprietile mecanice ale fontelor cenuii pot fi ridicate acionnd asupra structurii ei, adic

    asupra masei metalice de baz i a incluziunilor de grafit. Asupra incluziunilor de grafit se va aciona n sensul obinerii acestor incluziuni: n cantiti mai

    mici, de dimensiuni mai reduse i de forme ct mai convenabile. S-a constatat, c n ceea ce

    privete forma incluziunilor, efectul cel mai nefavorabil l exercit capetele ascuite ale

    incluziunilor care provoac efectul de cresttur n masa fontei, iar mai convenabil ar fi forma cu capetele rotunjite sau forma globular (nodular). Se poate obine grafit de forme mai

    convenabile n fontele maleabile i n fontele modificate.

    Asupra masei metalice de baz se poate aciona n vederea mbuntirii proprietilor prin: - alierea fontelor cenuii i obinerea de fonte cenuii aliate;

    - tratament termic aplicat fontelor cenuii.

  • 49. Fontele maleabile . Obtinere. Principalele calitati ale fontei maleabile.

    Simbolizare. La aceste fonte grafitul se obine sub form de grafit n cuiburi sau grafit de recoacere, n urma

    descompunerii cementitei conform reaciei: Aceast reacie are loc ca rezultat a supunerii fontei albe unei operaii de tratament termic, numit

    recoacere de maleabilizare.

    Prin recoacere de maleabilizare care const n nclzirea, meninerea la anumite temperaturi i rcirea ulterioar cu anumite viteze de rcire a fontei albe, cementita din fonta alb se

    descompune, dup reacia prezentat mai sus, rezultnd carbonul sub form de grafit n cuiburi.

    Fontele maleabile pot fi :

    -font maleabil cu inim alb

    -font maleabil cu inim neagr

    -fonta maleabil perlitic.

    Simbolizarea fontelor maleabile se face astfel:

    F - font,

    m - maleabil; a - alb;

    n - neagr sau

    p - perlitic, iar cifrele adugate simbolului reprezint rezistena la rupere prin traciune,

    exprimat n N/ mm2

  • 50.Fontele modificate

    Prin introducerea (inocularea) n fonta cenuie topit a unor substane numite modificatori, se

    obine fonta modificat. Sunt utilizate urmtoarele categorii de fonte modificate:

    - fonte modificate cu grafit lamelar; - fonte modificate cu grafit vermicular;

    - fonte modificate cu grafit nodular.

    Fonte modificate cu grafit lamelar La aceste fonte grafitul se gsete sub form de lamele mici i numeroase, cu vrfurile rotunjite

    i care sunt n masa metalic de baz, uniform repartizate Ca elemente modificatoare pentru

    obinerea fontelor modificate cu grafit lamelar se folosesc Ca, Ba i Sr. Proprietile mecanice, prin aceast modificare, cresc ajungndu-se la o rezisten la rupere Rm = 30 - 40 daN/mm2 i la

    o alungire Ia rupere A = 0,8-1 %.

    Fonte modificate cu grafit vermicular

    La aceste fonte raportul dintre lungimea i grosimea lamelelor de grafit este sub 20 i separrile sunt repartizate uniform n masa metalic de bazCa elemente modificatoare pentru obinerea

    fontelor modificate cu grafit vermicular, se folosesc Mg i Ce, ca elemente ajuttoare se folosesc

    Al i Ti. Proprietile mecanice ale acestor fonte cresc, ajungndu-se la o rezisten la rupere Rm = 35-45 daN/mm2 i la o alungire la rupere A = 2 - 5 %.

    Fonte modificate cu grafit nodular La aceste fonte, compactizarea grafitului este maxim, obinndu-se forma ideal a grafitului i

    anume forma globular (sferoidal) Proprietile mecanice sunt ridicate, ajungndu-se la o rezisten la rupere Rm = 30 - 80 daN/mm2 i la o alungire la rupere A = 2 - 15 %.

    Simbolizarea lor este prezentata in tab. 3.4.

    Din acest tip de font se confecioneaz: arbori motor, chiulase, carcase, maini electrice etc.

  • 51. Fontele aliate

    Fontele care conin n cantiti mai mari dect cele normale o serie de elemente ca Mn, Cr, V, Ti,

    Mo, Si, Al, Cu, Ni etc., care au rolul de elemente de aliere, se numesc fonte aliate. Aceste

    elemente de aliere pot proveni din minereuri care sunt aliate natural sau pot proveni din metale pure sau feroaliaje care pot fi introduse n fonta lichid.

    Elementele de aliere influeneaz n general masa metalic de baz, finisndu-i structura i

    determinnd astfel ridicarea proprietilor mecanice. Elementele de aliere influeneaz i forma de separare a carbonului astfel:

    - elementele carburigene (Mn, Cr, V, Ti i Mo) formeaz carburi i favorizeaz separarea

    carbonului sub forma de cementit i - elementele grafitizante (Si, Al, Cu i Ni) favorizeaz separarea carbonului sub form de grafit.

    Pentru alierea fontelor se folosesc cel mai des Cr, Mo, Si, Ni i Cu.

    Cromul, favorizeaz pe de o parte obinerea n masa metalic a unei perlite fine, iar pe de alt

    parte formeaz i carburi de crom, mrind astfel duritatea, rezistena la rupere i rezistena la uzur a fontei.

    Cantitatea de crom care se adaug este de 0,2 - 0,3 %, asociat, de obicei cu cupru sau nichel

    (elemente grafitizante) care contracareaz tendina duntoare de nlbire a suprafeei fontei, care ngreuiaz prelucrarea ei prin achiere.

    Molibdenul deplaseaz spre dreapta cotul perlitic al curbelor TTT, astfel nct curba de rcire a

    piesei turnate intersecteaz curbele diagramei TTT n domeniul bainitic, favoriznd astfel

    obinerea unei mase metalice bainitice cu proprieti superioare. Molibdenul ridic rezistena la oc termic a fontei cenuii.

    Siliciul, favorizeaz obinerea carbonului sub form de grafit. Dac se gsete n font n cantitate

    mai mare de 3 % Si, atunci este considerat element de aliere. Siliciul se adaug n fonte n scopul mbuntirii stabilitii lor la temperatur (refractaritii).

    Nichelul, are un efect de stabilizare asupra austenitei, fcnd ca transformarea acesteia n perlit

    s se produc la temperaturi mai joase, la care se obine o perlit mai fin, cu proprieti mecanice mai ridicate. Astfel, nichelul contribuie Ia ridicarea duritii, rezistenei la rupere i rezistenei la

    uzare a fontei.

    Nichelul este un element grafitizant, influennd separarea carbonului sub form de grafit.

    Cuprul, are un puternic efect antiferitizant n cursul rcirii n domeniul temperaturii eutectoide, reducnd la minim proporia de ferit din masa metalic de baz, eliminnd apariia aa numitelor

    puncte moi (feritice), ca i a punctelor dure (formate din carburi libere).

    Deci, cuprul favorizeaz obinerea unei mase metalice de baz perlitice omogene cu proprieti ridicate.

  • 52. Tratamente termice. Definitie. Parametrii de baza ai treatementelor

    termice Tratamentele termice sunt succesiuni de operaii ce constau din nclziri, menineri la anumite

    temperaturi i rciri, aplicate produselor metalice cu scopul aducerii acestora n stri structurale i

    de tensiuni interne, corespunztoare anumitor asociaii de proprieti. Tratamentele termice aplicate semifabricatelor cu scopul obinerii unor proprieti tehnologice optime, se numesc

    tratamente termice primare, iar tratamentele aplicate produselor finite, cu scopul obinerii unor

    proprieti de exploatare maxime, se numesc tratamente termice finale sau secundare.

    Modul de desfurare al unui tratament termic, se reprezint grafic n coordonate temperatur - timp (fig. 4.1). In figur este reprezentat cel

    mai simplu ciclu de tratament termic, numit

    i ciclu elementar, acesta fiind caracterizat prin urmtorii parametrii principali:

    - temperatura de nclzire, Tnc ; - viteza de nclzire, Vnc ; - durata de meninere, t2 ; - viteza de rcire, Vrac ; - mediul de nclzire ; - mediul de rcire

  • 53. Cresterea grauntelui de austenita la incalzire.

    In diagrama prezentat n figura 4.3 se observ influena temperaturii de nclzire asupra mrimii gruntelui de

    austenit. Se constat comportarea diferit a dou oeluri cu

    compoziii chimice apropiate i cu diametrul iniial al

    grunilor, identic. Oelurile la care creterea gruntelui de austenit se manifest ncepnd de la temperatura de 820C au

    fost numite oeluri cu grunte ereditar grosolan i ele au fost

    dezoxidate la elaborare cu ferosiliciu si feromangan. Oelurile la care creterea grunilor de austenit se manifest

    la temperaturi mai ridicate, respectiv la peste 950C, sunt

    numite oeluri cu grunte ereditar fin i acestea au fost

    dezoxidate n plus i cu aluminiu, sau sunt aliate cu mici cantiti de Ti, V, Zr, Nb. Aceste elemente formeaz n oeluri

    diveri compui chimici, de tipul oxizilor, nitrurilor sau

    carburilor, care se concentreaz la limita grunilor, mpiedicnd contopirea (creterea) grunilor n timpul

    nclzirii. La temperaturi ridicate, aceti compui se vor

    dizolva ns n austenit, iar creterea grunilor nu va mai putea fi frnat. Problema creterii gruntelui de austenit la nclzire, prezint o important

    practic deosebit, deoarece un grunte de austenit grosolan, va determina obinerea unei

    structuri grosolane la sfritul tratamentului termic, fiind astfel afectate anumite proprieti ale

    pieselor.

    54. Rolul si durata mentinerii la temperatura de incalzire In timpul incalzirii suprafata pieselor se incalzeste mai repede decat miezul, motivul

    pentru care este necesara mentinerea la temperatura de incalzire este pentru a se egaliza

    temp miezului cu a suprafetei si pentru a se realize o structura omogena in toata masa

    materialului. Cand suprafata a ajuns la temp de incalzire miezul nu a atins nici temp lui

    A1. durata de mentinere depinde de dimensiunea pieselor. In practica pentru

    determinarea duratei de mentinere se utilizeaza norme empirice, si anume pt o sectiune a

    piesei de 25 mm durata de mentinere este de 1 ora. Pentru marirea productivitatii muncii,

    industria cere reducerea duratei de mentinere, pentru aceasta se face incalzirea in bai de

    saruri care este mai rapida si mai uniforma decat incalzirea in cuptoare.deoarece in timpul

    incalzirii se poate produce oxidarea si decarburarea otelului se uitilizeaza incalzirea in

    atmosphere de protectie. La tratamentele termodinamice duratele de mentinere sunt mult

    mai lungi, pt o sectiune de 25 mm durata de mentinere poate sa fie de 8 ore sau mai mult.

  • 55. transformarea austenitei la racire continua Transformarea austenitei prin rcire continu prezint un interes practic deosebit, deoarece la

    aplicarea unor tratamente termice obinuite, pieselor austenitizate li se aplic diferite viteze de rcire pn la atingerea temperaturii mediului n care s-a fcut rcirea (ap, ulei, aer,etc).

    Dac se urmrete variaia cu viteza de rcire a poziiei punctelor de transformare a austenitei

    subrcite la un oel eutectoid (fig. 4.7), se observ c pe msur ce crete viteza de rcire, punctul

    Ar1 se deplaseaz spre temperaturi din ce n ce mai sczute, notarea acestuia facndu- se cu Ar'.

    Dac viteza de rcire este mai mic dect viteza critic de clire inferioar, vor rezulta structuri

    de tipul perlitei, sorbitei, troostitei. Dac viteza de rcire are valori cuprinse ntre viteza

    critic inferioar i cea superioar de clire, structura

    rezultat va fi format din troostit i martensit .

  • 56. Transformarea izoterma a austenitei. Studiul transformrii izoterme al austenitei se efectueaz cu ajutorul analizei magnetice, avnd la baz faptul c austenita are proprieti paramagnetice pe cnd constituenii rezultai prin

    transformarea austenitei au proprieti feromagnetice. Se pot construi experimental, curbele

    cinetice de transformare a austenitei n condiiile meninerii izoterme,iar pe baza acestora, pot fi

    trasate curbele TTT (temperatur, timp, transformare). Diagramele TTT prezint o importan teoretic i practic deosebit, deoarece cu ajutorul acestora, pot fi determinate condiiile n care

    se poate transforma austenita lund natere diveri constitueni, prin diverse mecanisme de

    transformare. Din oelul supus cercetrii n vederea construirii diagramei TTT, se execut mai multe probe de dimensiuni relativ mici. Probele se nclzesc pn la temperatura de austenitizare

    i se menin la aceast temperatur n vederea

    omogenizrii austenitei pe ntreaga seciune. Urmeaz

    apoi transferarea unei probe ntr- o baie de sruri topite care are o temperatur inferioar punctului critic A1.

    Proba se menine deci izoterm la temperatura bii i se

    urmrete transformarea austenitei n timpul acestei menineri.

  • 57. familia perlitei. Mecanismul de formare a perlitei. Amestecul mecanic format din Fe +Ce poarta denumirea de perlita. Constituentii din

    familia perlitei se obtin din austenita:

    1-prin transformarea austenitei la racire continua cu diferite viteze de racire

    2-prin trans izoterma a austenitei la dif temperaturi

    Transf austenitei (gama) in Pe se realizeaza printr-un process de difuzie in mai multe

    etape:

    a) la limitele sau chiar in interiorul grauntelui de austenita intrun loc mai bogat in carbon ia nastere la un moment dat o lamela de Ce care incepe sa creasca

    b) Ce avand in compozitia ei un procent de carbon mai ridicat decat austenita prin formarea si cresterea ei absoarbe C din vecinatate astfel incat domeniile vecine cu

    procentajul de C mai scazut, aparand conditii fav pt form lamelelor de Ferita.

    c) Prin formarea ei ferita absoarbe Fe din austenita si lasa C in spatiile vecine cu lamelele de ferita si au creeat din nou conditii fav pt form lamelelor de Ce.

    In acest mod in interiorul grauntelui de austenita apar colonii de perlita. Formarea perlitei

    incepe in mai multe puncte si coloniile de perlita cresc pana sa intalnesc unele cu altele.

    Daca mentinerea duratei se face la temperaturi mai joase cca 650* sau mentinerea ei

    izoterma se face mai incet, se face o perlita cu lamele mai fine si propr mecanice

    superioare numita sorbita. Daca racirea austenitei se face cu o viteza si mai mare sau

    realizand trans ei izoterma la cca 550*C obtinem o perlita si mai fina numita troostita.

    Perlita sorbita si troostita sunt amestecuri mecanice de ferita si Ce obtinute prin acelasi

    mechanism, insa cu o finete diferita a lamelelor; cu cat lamelele sunt mai fine cu atat prop

    mecanice sunt mai ridicate. Structura care se obtine in urma calirii si revenirii otelurilor

    se numeste perlita , sorbita, troostita de revenire.

    58. Familia bainitei Transformarea bainitic se produce prin difuzie, prin germinare i prin creterea germenilor, dar

    spre deosebire de transformarea perlitic, datorit subrcirii mai mari, redistribuirea prin difuzie, are n vedere numai atomii de carbon, adic lipsete redistribuirea prin autodifuzie a atomilor de

    fier. La nceputul transformrii are loc o redistribuire prin difuzie a atomilor de carbon, ceea ce

    conduce la apariia n austenit a unor domenii cu coninut mai ridicat i al altora cu un coninut

    mai mic de carbon. In zonele mbogite n carbon se produce precipitarea unor particule foarte fine de cementit, lucru care conduce la scderea coninutului de carbon i n aceste zone.

    Structura bainitic este de fapt un amestec de ferit i de mici particule de cementit. In acest

    amestec, particulele de cementit sunt globulare i sunt dispuse acicular. Bainita superioar se formeaz prin transformarea izoterm a austenitei cuprinse ntre 400-4500C, iar bainita inferioar

    la temperaturi mai sczute, respectiv 300-3500C.

  • 59. Recoacerea de recristalizare nefazica Intrucat operatiile care se aplica metalelor si aliajelor din aceasta grupa nu sufera

    transformari in stare solida , singura modalitate de modificare a proprietatilor acestor

    aliaje este deformarea plastica la rece. Deoarece in urma deformarii plastice la rece

    materialul s-a ecruisat , duritatea si rezistenta cresc iar plasticitatea scade, pentru a putea

    continua deformarea plastica mai departe se aplica tratamentul termic de recoacere care

    consta in incalzirea materialului peste temperatura de recristalizare, mentinerea unui

    anumit timp la aceasta temp urmata de o racire lenta. Deci recoacerea de recristalizare

    nefazica sau recoacerea de tipul 1 urmareste aducerea aliajului in stare de echilibru , el

    aflandu-se inainte in stare de neechilibru.

    60. recoacerea obisnuita. Recoacerea obinuit se aplic n general pieselor sau semifabricatelor care

    dup turnare sau forjare prezint deseori o duritate prea ridicat, tensiuni interne remanente i o granulaie grosolan si neuniform.

    Prin aplicarea recoacerii obinuite se urmrete reducerea duritii pn la

    valori la care materialul s se poat prelucra uor prin achiere, diminuarea

    tensiunilor interne i finisarea granulaiei. Parametrii tehnologici aplicai la recoacerea obinuit sunt prezentai n

    figura 4.8.

    In figura 4.8.a. este prezentat banda temperaturilor de nclzire n cazul recoacerii obinuite. Temperatura de nclzire a oelurilor este de Ac3+(30-

    50)C. Nu se recomand nclzirea la temperaturi mai ridicate, deoarece

    apare pericolul creterii gruntelui de austenita. In cazul nclzirii pieselor

    la o temperatur corect aleas, dup recoacere se obine o structur corect, cu o granulaie mai fin dect cea iniial

    61. recoacerea izoterma Recoacerea izoterm, la fel ca i recoacerea obinuit, se aplic cu

    scopul reducerii duritii pieselor a reducerii tensiunilor interne remanente de la operaiile anterioare i a uniformizrii i finisrii

    structurii. In cazul aplicrii recoacerii izoterme, structura de echilibru

    este obinut prin tranformarea izoterm a austenitei. Dup cum

    rezult din fig. 4.10, piesele austenitizate se rcesc n aer pn la o temperatur situat cu puin

    sub temperatura punctului Aj, dup care ele sunt transferate ntr- un

    alt cuptor sau ntr- o baie de sruri topite unde sunt meninute in vederea transformrii izoterme a austenitei. In vederea obinerii unei

    structuri de echilibru, transformarea izoterm trebuie s se produc la

    temperaturi cu puin mai mici de Aj, respectiv n cazul oelurilor

    carbon, la temperaturi de 650-700C. Piesele sunt meninute izoterm la aceast temperatur pn la

    terminarea transformrii, dup care se procedeaz de obicei la rcirea lor n aer, pn la atingerea

    temperaturii mediului ambiant. In urma transformrii austenitei, va rezult o structur de echilibru ferito- perlitic, ca i n cazul recoacerii obinuite.

  • 62. Recoacerea de normalizare Are ca scop obinerea unor piese cu granulaie fin i omogen i a unei structuri sorbitice,

    caracterizat printr-o duritate i rezisten la rupere mai mare dect n cazul structurii obinute prin recoacere obinuit. In cazul oelurilor hipoeutectoide nclzirea se efectueaz la temperatura

    Ac3+(30-50C), iar oelurile hipereutectoide se nclzesc la temperatura Ac5+(30-50;C). In figura

    4.14.a. este prezentat banda temperaturilor de nclzire n cazul recoacerii de normalizare.

    Meninerea la temperatura de nclzire se face cu scopul obinerii unei structuri austenitice

    omogene, dup care urmeaz rcirea pieselor n aer, rezultnd la piesele din oeluri

    hipoeutectoide o structur sorbitic sau ferito- sorbitic, iar la oelurile hipereutectoide, o structur sorbitic sau sorbito- cementitic.

    63. Recoacerea de inmuiere Se aplica in vederea obtinerii unei prelucrabilitati

    prelucrate. Exista 3 cai de obtinere a perlitei globulare:

    a) revenirea inalta si recoacerea obisnuita care se realizeaza cel mai usor dar dureaza mult.

    b) Recoacerea ciclica dureaza cel mai putin dar necesita utilaje mai complexe. Acest gen de

    tratament termic se aplica otelurilor eutectoide si

    hipereutectoide.

    64. Recoacerea de omogenizare Se aplica de obicei lingourilor de oteluri aliate si are loc omogenizarea chimica.

    Lingourile se incalzesc la temp ridicate 1050-1100*C mentinandu-se la aceasta temp in

    timp indelungat 50-100 ore si in toata aceasta perioada are loc omogenizarea.

  • 65. Calirea obisnuita. Clirea obinuit se aplic oelurilor cu un coninut

    de peste 0.25% C i const n nclzirea pieselor n vederea austenitizrii, meninerea la aceast

    temperatur timp suficient pentru omogenizarea

    austenitei i rcirea cu o vitez mai mare dect

    viteza critic de clire superioar. In practic, procedeul clini obinuite este cel mai

    frecvent ntlnit. In figura 4.16. este prezentat acest

    tip de clire. nclzirea pieselor se efectueaz cu 30-500 C peste

    temperatura A3, iar dup meninerea pentru

    uniformizarea temperaturii pe seciunea piesei i

    pentru omogenizarea austenitei, urmeaz rcirea cu o vitez suficient de ridicat, astfel nct

    transformarea austenitei s se produc conform mecanismului de transformare fr difuzie, prin

    intersectarea orizontalelor Ms i Mf din diagrama TTT. Mediul n care se face rcirea este ales n funcie decompoziia chimic a oelului, de

    dimensiunile i de geometria pieselor

    66. Calirea in trepte Clirea n trepte este un procedeu de clire la care piesele

    austenitizate sunt rcite n prima faz,ntr- un mediu cu temperatura relativ ridicat i anume Ms+(20-30C). Meninerea

    n aceast baie cald (ulei sau sruri topite) se face cu scopul

    uniformizrii temperaturilor pe seciunea piesei i dup ce acest

    lucru a fost realizat, se continu rcirea n aer liber (fig.4.18). In cazul aplicrii acestui procedeu de clire, tensiunile termice sunt

    mult diminuate, iar n condiiile n care traversarea intervalului

    Ms-Mf se face cu o vitez mic, respectiv prin rcire n aer, pericolul de fisurare este aproape eliminat.

  • 67. Calirea izoterma Prin aplicarea procedeului de clire izoterm se realizeaz o reducere substanial a deformaiilor

    pieselor, precum i eliminarea pericolului de fisurare.

    Clirea izoterm const n nclzirea pieselor n vederea austenitizrii, meninerea la temperatura de nclzire pentru uniformizarea temperaturii pe seciune i pentru

    omogenizarea austenitei i rcirea, respectiv meninerea pieselor

    ntr- o baie de sruri a crei temperatur este superioar punctului Ms, un timp suficient de lung, pentru ca transformarea austenitei s

    se produc n intervalul bainitic(fig.4.19). Timpul de meninere n

    baia cald, precum i temperatura bii se stabilesc cu ajutorul diagramelor TTT. Rezult deci c n urma clirii izoterme, piesele

    vor prezenta o structur bainitic, avnd deci o duritate mai mic

    dect cea a martensitei, dar tenacitatea pieselor va fi mult

    superioar. Deoarece n urma clirii izoterme piesele posed o structur bainitic, dup acest tratament, nu mai este necesar

    aplicarea operaiei de revenire.

    68. calirea sub 0* Pentru eliminarea austenitei reziduale din structura pieselor

    clite este necesar subrcirea pieselor sub temperatura ambiant, astfel net s fie atins temperatura Mf. Acest

    tratament termic, prin care piesele se rcesc la temperaturi

    inferioare temperaturii ambiante, este cunoscut sub denumirea

    de clire sub 0C (fig. 4.20.). Clirea sub 0C se efectueaz dup clirea obinuit a oelului n ap sau n ulei.

    Pentru clirea sub 0C poate fi folosit zpada carbonic (-

    78C), aerul lichid (-173C), oxigenul lichid (-183C) sau azotul lichid(-195C). Durata meninerii n mediul refrigerent

    este de 1-3 ore, funcie de dimensiunile i geometria pieselor.

    Clirea sub 0C se aplic sculelor n vederea obinerii unei

    duriti maxime, precum i pieselor sau instrumentelor de msur care necesit o nalt rezisten la uzare i o constan

    dimensional riguroas.

  • 69. Revenirile Revenirea este tratamentul termic ce se aplic obligatoriu pieselor clite. Prin revenire se

    urmrete reducerea parial a strii de maxim neechilibru create n oeluri prin clire. Aducerea materialului clit ntr- o stare mai stabil i mai puin fragil, se realizeaz prin nclzirea oelului

    clit pn la o temperatur inferioar punctului critic A 1, meninerea la aceast temperatur un

    timp suficient pentru uniformizarea temperaturii pe seciunea piesei i pentru desfurarea

    procesului de transformare al martensitei, dup care urmeaz rcirea n aer liber In funcie de structura ce rezult n urma aplicrii tratamentului termic de revenire, pot fi deosebite trei tipuri

    de reveniri: revenire joas, revenire medie i revenire nalt. Revenirea joas se aplic pieselor

    clite, cu scopul reducerii coninutului de austenit rezidual i a transformrii martensitei tetragonale n martensit cubic. Revenirea medie se aplic cu scopul obinerii unei structuri

    troostitice de revenire, structur ce este carcaterizat printr- o limit de elasticitate foarte nalt i

    o duritate de cea. 40 HRC. Revenirea nalt se aplic cu scopul obinerii unei structuri sorbitice de

    revenire, aceast structur fiind, caracterizat printr-o tenacitate maxim i are o duritate de cea. 30 HRC.

  • 70.cementarea sau carburarea Carburarea este tratamentul termochimic care const din mbogirea cu carbon a stratului

    superficial al pieselor din oel cu coninut sczut de carbon, prin nclzirea i meninerea acestora la o anumit temperatur, n contact cu mediul solid, lichid sau gazos, capabil s cedeze atomi de

    carbon. In mod obinuit se supun carburrii, aa numitele oeluri de cementare, care au un

    coninut sczut de carbon (pn la 0,25 %C). In urma carburrii, prin ridicarea coninutului de

    carbon la suprafa (0,7- 1,1 %C), se confer piesei o duritate superficial ridicat, rezisten la uzur i la oboseal mare, avnd n acelai timp miezul tenace, capabil de a prelua solicitrile

    dinamice. Datorit acestor proprieti care rezult n urma carburrii, aceasta se aplic la: roi

    dinate, arbori, boluri, etc. Carburarea n mediu solid, este cea mai veche metod de carburare, care utilizeaz drept donor de carbon, medii solide care cuprind un component organic i diferite

    adaosuri de activare. Ca material de baz este utilizat, de obicei, crbune de lemn (mangal). Ca

    materiale cu rol de activator, se folosesc de obicei sruri ale metalelor alcalino- pmntoase ca:

    BaCO3, CaC03,Na2CO3. Amestecul clasic este format din 60% mangal i 40% BaCO3. Piesele care urmeaz a se supune cementrii, se gsesc n cutiile de cementare,mpachetate n

    amestecul de carburare. Cutiile de cementare se nchid ermetic i se introduc n cuptoarele de

    cementare, unde se nclzesc la temperaturi de 930- 950C, avnd loc ntre carbonatul de bariu i

    mangal, urmtoarele reacii chimice:

    La suprafaa oelului are loc disocierea oxidului de carbon dup reacia:

    Carbonul activ care ia natere n urma acestei reacii, este adsorbit la suprafaa oelului iar de aici

    difuzeaz spre interiorul piesei. Adncimea stratului carburat depinde de durata carburii, de

    temperatur i de ali factori. Adncimea stratului carburat obinut n mediu solid ntr- un interval de timp de 8- 10 ore este de 0,5- 2 mm. Carburarea n mediul gazos, este n prezent cel mai

    rspndit procedeu de mbogire superficial n carbon, aceasta datorit posibilitilor de control

    i reglare a parametrilor care influeneaz procesul, ct i gradului ridicat de reproductibilitate,

    folosind instalaii mecanizate i automatizate, cu o productivitate foarte ridicat. Carburarea n mediul gazos, const n introducerea pieselor ntr- un spaiu etan de carburare (cutii, retorte,

    mufle, camere de lucru ale cuptoarelor speciale, etc.) i nclzirea lor la temperaturi ridicate 8500-

    1000C). In spaiul de carburare se introduce un amestec gazos ori un lichid care se gazeific rapid n spaiul de lucru al cuptorului (petrol lampant, benzol, etc.). Mediile gazoase, folosite

    pentru carburarea gazoas, pot fi mprite n trei grupe pricipale, n funcie de modul lor de

    obinere : a)Medii naturale, utilizate fr prelucrri eseniale, cum ar fi: gazul natural (92% CH4), gazul de sond,gazul de cocserie, gazul de iluminat.

    b)Medii gazoase, obinute prin gazeificarea unor hidrocarburi lichide, picurate n spaiul de carburare, cum ar fi: petrol lampant, benzolul, metanolul, etc.

    c) Atmosfere controlate, formate dintr-un gaz suport sau purttor care este deobicei endogazul i dintr- un gaz de mbogire (metan sau propan), care intensific puterea de carburare

    a amestecului. Endogazul se obine prin arderea incomplet a gazului natural, avnd drept

    component carburizator, oxidul de carbon.

    La temperaturile de carburare, hidrocarburile se descompun, punnd n libertate carbon activ, care

    este adsorbit de suprafaa pieselor, difuznd apoi nspre interior, realizndu- se astfel mbogirea n carbon a stratului superficial. Obinerea carbonului activ, n cazul utilizrii gazului metan, se

    face dup reacia:

  • 71. oteluri pt cementare Cementarii se supun otelurile cu un continut scazut de carbon, ele pot fi oteluri carbon, oteluri

    aliate cu crom , crom- nichel , si crom molibta. Alierea otelurilor pt cementare se face cu elemente care formeaza carburi. Otelurile pentru

    cementare trebuie sa aiba un graunte ereditar,mic pt a se evita supraincalzirea in timpul

    cementarii

    72. Tratamentul termic al pieselor cementate. Tratementul termic dupa cementare are drept scop obtinerea unei duritati ridicate a

    acestui strat. Pentru aceasta piesele cementate se supun unei caliri obtinanduse o duritatea

    mare a stratului, dar in acelasi timp si o fragilitate mare. Pentru reducerea fragilitatii

    piesele calite se supun unei reveniri 180-200*C. temperatura de calire este diferita pentru

    miez sau suprafata datorita continutului diferit de carbon in miez si suprafata; de aceea la

    otelurile carbon este necesara o dubla calire , una pt miez la temp de 900*C si una pt

    suprafatza la temp de 775*C. La otelurile cu un graunte ereditar mic si la otelurile aliate

    se face de obicei o singura calire de la temp de calire a miezului 900*C. Dupa calire se

    face o revenire la temp joase in ulei incalzit la 180-200*C.

    73.nitrurarea Nitrurarea este tratamentul termochimic care const n mbogirea n azot a stratului superficial

    al pieselor din oel i font Nitrurarea gazoas, const n nclzirea i meninerea pieselor ntr- un mediu capabil s pun n libertate azot activ i anume amoniac disociat. Piesele ce urmeaz a fi

    nitrurate, se introduc n mufla unui cuptor nclzit la 4800- 650C, prin aceasta trecndu- se un

    curent de amoniac. Amoniacul se descompune conform reaciei:

    Azotul activ este adsorbit de suprafaa piesei i difuzeaz spre interior pe o adncime de 0,1- 0,5 mm, n funcie de regimul de lucru. Durata procesului de nitrurare este lung (25-50 ore), pentru

    obinerea unui strat de 0,01 mm fiind necesar o meninere de o or la temperatura de 500C.

    Prin nitrurare se obine: mrirea duritii i rezistenei la uzur, mrirea rezistenei la oboseal i mrirea rezistenei la coroziune. In comparaie cu carburarea, care mai necesit, n continuare un

    tratament termic, ni trurrea este un tratament final.

    74.carbonitrurarea Carbonitrurarea este tratamentul termochimic de mbogire simultan cu carbon i azot a

    stratului superficial al pieselor din oel, prin nclzire ntr- o atmosfer gazoas carburant, la care se adaug amoniac.

    Carbonitrurarea la temperaturi nalte (800- 850C) const n mbogirea stratului superficial, mai

    ales n carbon, procedeul fiind apropiat de carburarea gazoas, cu deosebirea c la carbonitrurarea

    la temperaturi nalte se face i o mbogire n azot. Datorit stimulrii reciproce a difuziunii C i N, stratul de carbonitrurare, de aceai grosime, se obine la o temperatur mai sczut i ntr- un

    timp mai scurt dect stratul carburat. Carbonitrurarea se realizeaz prin nclzirea pieselor ntr- un

    amestec de gaze: un gaz de carburare i un gaz de nitrurare. Se utilizeaz cel mai des un amestec format din: 75% gaz metan i 25% amoniac. In urma carbonitrurrii se obin proprieti

    superioare de duritate, rezisten la uzare, la oboseal i la coroziune.

  • 75. cianurarea Cianizarea este tratamentul termochimic de mbogire simultan n carbon i azot a stratului

    superficial al pieselor din oel, prin nclzirea acestora n bi de sruri topite (cianuri topite), care cedeaz carbon i azot.

    Cianizarea la temperaturi nalte (750- 930C). La aceste temperaturi i sub influena azotului

    (element austenitogen), structura oelului din care este confecionat piesa, este austenitic.

    In general, tratamentul de cianizare la temperaturi nalte se aplic oelurilor de construcie i anume oelurilor de carburare i mai rar oelurilor de mbuntire, iar dup cianizare se

    efectueaz o clire n ulei, urmat de o revenire joas la 160- 200C, timp de 2 ore. Cianizarea la

    temperaturi joase (530- 650C). La aceste temperaturi, oelul are o structur ferito- perlitic sau perlitic, n funcie de coninutul de carbon. Ferita va dizolva cu precdere azotul, motiv pentru

    care stratul cianizat va fi mbogit mai mult n azot i mai puin n carbon. Cianizarea la

    temperaturi joase se aplic dup clire i revenire, fiind deci un tratament final. Acest tip de

    cianizare se aplic n special sculelor executate din oeluri de scule i mai ales sculelor executate din oeluri rapide, obinndu- se ridicarea rezistenei lor la uzur, a durabilitii lor i a capacitii

    lor de achiere.

    Pentru cianizare, se utilizeaz mai ales bile pe baz de cianuri alcaline, care conin n mod obinuit 30-45 % NaCN i 30- 35% KCNO, iar restul, sruri alcaline neutre, respectiv cloruri i

    carbonai

  • 76. sulfizarea Sulfzarea este tratamentul termochimic de mbogire cu sulf a stratului superficial al pieselor

    din oel, : rin nclzirea acestora ntr- un mediu care cedez sulf activ. Acest tip de tratament termochimic se aplic pieselor n scopul creterii rezistenei la uzur i

    gripare. Aceste proprieti ale stratului se explic prin faptul c n timpul frecrii suprafeelor (n

    timpul funcionrii pieselor) ionii mari de sulfuri din stratul sulfizat, se polarizeaz puternic

    electrostatic, absorb lubrefiantul meninndu-1 pe suprafeele n frecare , reducndu-se astfel coeficientul de frecare i favoriznd deci alunecarea. In lipsa lubrifiantului, sulfurile de fier se

    descompun, punnd n libertate sulful, care se topete, favoriznd astfel alunecarea.

    Sulfizarea se aplic cu succes la segmenii de piston i cmile de cilindri pentru motoarele cu ardere mem, tachei de supape, roi melcate, roi dinate, scule din oeluri rapide,etc.

    Sulfizarea la temperaturi joase (150- 250C) se aplic n mod obinuit, pieselor clite i revenite

    la erriperaturi joase.

    Mediul de sulfizare poate fi gazos (hidrogen sulfurat) sau lichid. O utilizare mai larg o au mediile lichide f:rmate din: 75% sulfocianur de potasiu i 25% tiosulfat de sodiu, n acestea

    realizndu- se de fapt o sulfocianizare, stratul superficial mbogindu- se att n sulf ct i n

    carbon i azot. Se obine un strat de cea. 0,02 mm n aproximativ 3 ore. In ultima perioad de timp, a aprut o nou variant a sulfizrii la temperaturi joase i anume

    sulfizarea anodic (sulfizarea n electrolit) unde tratamentul se face ntr- o baie de electroliz,

    piesele fiind legate la znodul bii. La trecerea curentului electric prin electrolitul care este format din sulfocianai, acesta se descompune formnd ioni de sulf care ajungnd la anod sunt adsorbii

    de suprafaa pieselor i de aici ilfuzeaz spre interior, obinndu- se un strat de cea. 0,012 mm n

    timp de aproximativ 10- 15 min.

    Sulfizarea Ia temperaturi medii (450- 580C) se efectueaz n mediul gazos sau lichid, fiind cel mai clizat procedeu de sulfizare. Cel mai des se utilizeaz mediile lichide, formate dintr- un

    amestec de: sruri neutre (NaCl, BaCl2, CaCl2), sruri active de sulfizare(Na2S, Na2SO3,Na2S2O3)

    i sruri de activare K4[Fe(CN)6], NaCN care sunt cianuri i care vor contribui la saturarea stratului n C i N. Acest procedeu este i el un procedeu de sulfocianurare, care se aplic pieselor

    din oeluri de construcie.

    Pentru a se mri rezistena la coroziune,piesele dup sulfizare, se menin 5- 20 de minute n ulei nclzit la 110- 130C, dup care se terg cu rumegu de lemn sau cu materiale textile.

  • 77. metalizarea prin difuziune Metalizarea prin difuzie este tratamentul termochimic de mbogire a suprafeei oelului cu un

    anumit metal. In funcie de metalul cu care se face mbogirea superficial, sunt mai multe variante de metalizare prin difuzie.

    Alitarea (aluminizarea, calorizarea) este tratamentul termochimic de mbogire cu aluminiu al

    stratului superficial al pieselor din oel i font, prin nclzirea acestora n medii capabile s

    cedeze aluminiu (de ex. pulbere de aluminiu depus prin pulverizare, imersie n aluminiu topit,etc). Se aplic de obicei pentru creterea rezistenei la oxidare la temperaturi ridicate.

    Silicizarea este tratamentul termochimic de mbogire cu siliciu a stratului superficial al pieselor

    din oel i font, prin nclzirea acestora la temperatur ridicat, ntr- un mediu care s poat ceda siliciu activ. Stratul silicizat are proprieti antiacide, rezistnd la aciunea coroziv a acizilor i la

    oxidarea la temperaturi ridicate.

    Cromizarea este tratamentul termochimic de mbogire n crom a simului superficial al pieselor

    din font i oel prin nclzirea acestora ntr- un mediu solid, lichid sau gazos, cure s poat ceda crom activ.

    Stratul cromizat prezint caracteristici de rezisten la coroziune i oxidare la temperatur

    ridicat. Titanizarea este tratamentul termochimic de mbogire n titan a stratului superficial din oel i

    font,prin nclzirea acestora la o temperatur i ntr- un mediu care s poat ceda titan activ.

    Stratul titanizat confer rezisten la coroziune i la uzur.

    78.oteluri aliate Oelurile aliate sunt aliaje ale fierului cu carbonul, care pe lng elementele nsoitoare aflate n

    cantiti relativ reduse, conin unul sau mai multe elemente de aliere, Principalele elemente de aliere ale oelurilor sunt: Si, Mn, Cr, Ni, Mo, V, W, Co, Cu, Al, Ti, Nb, Zr.

    Avantaje:

    a) prin aliere se obtine in general o granulatie mai fina dupa tratamentul termic. b) Majoritatea elementelor de aliere deplasand curbele spre dreapta determina o

    calibilitate mai buna in urma careia va rezulta o structura de calire in toata masa

    materialului

    c) In fct de elem util aliera otelurilor duce la ridicarea rezistentei la uzura a duritatii , a rezistentei la coroziune.

  • 79. aliajele neferoase. Cupru si Aluminiul In aproape toate domeniile tehnicii, pe lng aliajele feroase, sunt utilizate i o serie de alte

    metale sau aliaje neferoase. Astfel, aliajele i metalele neferoase sunt utilizate datorit unor proprieti fizico-chimice specifice: rezisten la coroziune, conductibilitate electric i termic

    mare, proprieti paramagnetice, etc. Cel mai frecvent sunt utilizate Cu, AI, Ti, Mg, Pb i Zn.

    Cuprul este caracterizat printr-o serie de proprieti ca: plasticitate ridicat, conductibilitate termic i electric mare, rezisten bun la coroziune, motiv pentru care este relativ frecvent

    utilizat n tehnic. Sunt utilizate aliaje pe baz de cupru: Cu-Zn, Cu-Sn, Cu-Al, Cu-Si, Cu-Be,

    Cu-Pb .a. Cu excepia aliajelor Cu-Zn care se numesc alame, toate celelalte aliaje ale cuprului se numesc bronzuri. Clasificarea aliajelor pe baz de cupru se face n modul urmtor:

    Aluminiul ocup primul loc n producia mondial de metale neferoase i al doilea loc dup fier. El intr n categoria metalelor uoare, avnd o densitate de 2,7 g/cm3. n tehnic este utilizat n

    primul rnd aluminiul de puritate tehnic, fiind ntrebuinate urmtoarele mrci Al 99,8 %, Al

    99,7 %, Al 99,6 %, Al 99,5 %, Al 99,4 %, Al 99,3 % i Al E (aluminiu pentru electrotehnic). Aluminiul se caracterizeaz prin conductibilitate termic i electric mari, rezisten bun la

    coroziune, plasticitate ridicat, dar rezisten mic la rupere.

    Aluminiul este utilizat n practic n trei domenii: la obinerea de folii metalice subiri, ca material pentru conductori electrici, i pentru piese crora li se cere o rezisten ridicat la coroziune.

    Datorit rezistenei mici la rupere sunt utilizate mai frecvent aliajele de aluminiu. Aceste aliaje de

    aluminiu pot fi clasificate n aliaje deformabile i aliaje pentru piese turnate.