Stiinta Materialelor (v.serban-Politehnica Timisoara) - Curs

8/9/2019 Stiinta Materialelor (v.serban-Politehnica Timisoara) - Curs

1/42

TRATAMENTE TERMICE APLICATE ALIAJELOR Fe-CIntroducere

Aliajele Fe-C prezinta o nota distincta in categoria materialelor metalice pentru ca isi pot modifica radicalproprietatile mecanice in urma unor prelucrari mecano-termice denumite generic TT (tratamente termice). Acest

fapt se datoreaza atat solubilitatii variabile a carbonului in fier, in functie de temperatura cat si a existentei celor

3 forme alotropice ale Fe. Acestea permit posibilitatea transformarii structurale in stare solida, ce pot fi analizatepe diagramele TTT sau CCT. Permit cunoasterea structurii care se poate obtine in cazul unui anumit otel in urmaaplicarii unui anumit grad de subracire sau a unei viteze de racire.

Fiecarui tip de transformare aratata in figura ii corespunde un anumit numar de TT. Astfel pentru :

1.AP (

) recoacere conduce la obtinerea constituentilor structurali de echilibru

2.A > M > calireconstituentul obtinut este in afara echilibrului

3.A>B > calire bainitica (sau calire izoterma)Exista si o a 4-a transformare in stare solida la oteluri care nu se regaseste pe diagrama TTT si care corespunde

unui proces de incalzire a pieselor calite urmat de o racire lenta, transformare care se numeste revenire:4.M>P > revenire

METODE DE DURIFICARE A METALELOR SI ALIAJELOR

Exista 4 astfel de metode, toate au insa ca mecanism de durificare producerea unor aglomerari de dislocatii careinduc in material o stare de tensiune care impiedica deformarea acestuia facandu-l rezistent. Toate aceste metode

au ca tehnica producerea de obstacole in calea deplasarii dislocatiilor fapt care duce la aglomerarea si, in final, laimpiedicarea deformarilor si cresterea rezistentei.


2/42

1.DURIFICAREA PRIN ECRUISAREconsta in aplicarea unor procedee de deformare plastica la rece careconduc la aglomerarea dislocatiilor in anumite zone urmare a deplasarii lor pe niste plane de alunecare

favorabile.2.DURIFICAREA PRIN FINISAREA GRAUNTILOR

Finisarea grauntilor inseamna o crestere a limitelor de graunti. Suprafetele de separare sunt obstacole in calea

deplasarii dislocatiilor din acest motiv dislocatiile se blocheaza pe limitele de graunti.3.DURIFICAREA PRIN ALIEREAtomii altor elemente chimice decat cei de baza avand dimensiuni diferite creeaza o stare de tensiune care

ingreuneaza procesul de deplasare a dislocatiilor.4.DURIFICAREA STRUCTURALAconsta in precipitarea sau formarea unor faze noi, distincte in retea, ce

constituie veritabile obstacole in procesul de deplasare al dislocatiilor. Aceste faze noi se obtin in urma unorprocese de incalzire/mentinere/racire in anumiti parametri, proces numit TRATAMENT TERMIC.

PARAMETRII TEHNOLOGICI AI UNEI OPERATII DE TRATAMENT TERMIC

TT este un process tehnologic care se desfasoara in coordonate temperature/timp si poate fi descris cu ajutorul

ciclogramei de TT:

Timpul de incalzire si mentinere, insumate, reprezinta timpul total de incalzire. Rezulta 3 faze:

Incalzirea, mentinerea si racirea (in aceasta ordine)

REVENIREA OTELURILORSe considera a fi tratament termic (preliminar) clasat usual in primele faze ale unui flux tehnologic si are 3

obiective:1.recoacerea pana la eliminarea tensiunilor interne si a segregatiilor structurale ori chimice din produse aparute

in urma prelucrarilor mecano-termice anterioare.2.obtinerea unor proprietati tehnologice optime necesare prelucrarilor ulterioare.

3.pregatirea structurii pentru TT secundar (obtinerea unei structucturi de echilibru)


3/42

Concluzie: obtinerea acestor obiective indica procese de difuzie , de germinare si creare de noi faze si de ominimalizare a valorii energiei libere care sa conduca la starea de echilibru. De aceea recoacerea implica un

process derulat in timp cat mai indelungat.

Parametrii tehnologiciai procesului de recoacere:

- , 20/ 100/(au valori mici)- =. 2 12(durata de mentinere este de ordinal orelor)- joaca un rol un important si se allege in functie de timpul de recoacere, respective de scopul urmarit

Clasificarea recoacerilor se face in functie de transformarile de faza rezultate, iar denumirea in functie de

temperatura de incalzire la care au loc si implicit de scopul urmarit.Exista 2 categorii principale de recoaceri: de ordin I si II

Recoacerea de ordinal I vizeaza obtinerea proprietatilor dorite indiferent daca are sau nu loc o transf.defaza. Din aceasta categorie fac parte recoacerile de omogenizare, de recristalizare si de detensionare.

Recoacerea de omogenizare are ca scop eliminarea segregatiilor structurale si chimice (in urma ei se obtineo microstructura si o compozitie chimica omogena in tot parcursul). Dispare astfel structura dendritica specifica

otelurilor turnate.

Temperatura de incalzire = 1050 1200iar duratele de mentinere depind de masa produsului si potajunge la 12 ore, astfel ca durata totala a procesului poate atinge 50 de ore.

DEZAVANTAJE:structura rezultata , desi omogena, se considera grosolana (grauntii sunt foarte mari) de

aceea dupa recoacerea de omogenizare se aplica alte tratamente (recoacere completa sau recoacere denormalizare).

Recoacerea de recristalizarese aplica produselor deformate plastic la rece sau chiar in timpul procesului deprelucrare la rece. Are ca scop refacerea structurii afectate de procesul de deformare.


4/42

In timpul recoacerii, odata cu incalzirea pieselor, au loc 2 procese: I restaurare (iar peste ), IIprocesul derecristalizare. In primul domeniu microstructura produselor ramane alcatuita din graunti alungiti pronuntati pana

la o stare fibroasa. Datorita temperaturii joase se produce doar o detensionare a produsului si o usoara

poligonizare (fragmentare) a constituientului feritic. Se poate observa ca proprietatile ( mare si A scazuta) sepastreaza.Incalzirea in domeniul IIproduce, intr-o prima etapa, fenomentul de germinare a unor graunti la limitele celor

vechi. Acestia se dezvolta rezultand o structura fina la temperatura = + ~100Acesta se considera domeniul optim de incalzire, care la otelurile hipoeutectoide este intervalul =650700Trebuie evitata incalzirea peste aceste temperature (in figura) deoarece are loc fenomenul de coalescentacareproduce o structura grosolana.Coalescenta= Contopirea picturilor dintr-o emulsie sau a granulelor dintr-o suspensie n picturi sau particul

mai mari.Recoacerea de detensionarereprezinta reducerea tensiunilor interne datorate de prelucrarea prin sudare sau a

celor mecanice (aschiere, electroeroziune). Se produce o relaxare structurala fara aparitia modificarilor de faza.

In functie de tipul otelului se allege in intervalul =350500, iar duratele de mentinere se calculeaza cuexpresia cunoscuta ca ora si tolul:

=[]

25

(un tol = 25.4 mm)RECOACEREA DE ORDIN II implica transformari de faza. Pentru obtinerea rezultatelor dorite in functie de

avem urmatoarele tipuri:


5/42

1.recoacerea completa2.normalizare

3.recoacere incompleta4.recoacere incompleta de globulizare

1.Recoacerea complete

=3 + 30 50(incalzire in domeniul austenitic), = 24-este un tratament termic cu transformare de faza-prin incalzire se obtin graunti austenitici, iar prin racirea lenta ulterioara se obtin constituienti fini de natura

perlitica-se aplica dupa recoacerea de omogenizare sau produselor deformate la cald (forjate) sau celor cu structura

widmansttaten (circulara)-o varianta a recoacerii complete este recoacerea izoterma.

Se poate observa ca piesele incalzite la se racesc apoi pana la = 600unde sunt mentinute in cuptor operioada pentru egalizarea temperaturii pe toata sectiunea piesei dupa care se raceste lent in continuare. Rezulta

astfel o structura mai fina si omogena.


6/42

2.Recoacerea de normalizare este o varianta a recoacerii complete, spre deosebire de aceasta, racirea se face inaer. Structura este mai fina si cresc proprietatile de rezistenta. Normalizarea poate inlocui astfel, la unele oteluri

aliate, calirea urmata de revenirea intalta. Se aplica tot pentru cresterea rezitentei.3.Recoacerea incompleta se aplica atat otelurilor hipoeutectoide cat si celor hipereutectoide.

In cazul otelurilor hipoeutectoide1


7/42

Recoacerea de inmuierese aplica, in general, otelurilor aliate care prezinta in structura constituenti duri (M, B,T). Practic inlocuieste recoacerea completa si consta intr-o incalzire si mentinere sub1

= 4 6


8/42

RECOACERI APICATE FONTELOR CENUSIIConstitutia fontelor cenusii (masa metalica si grafit) le face foarte sensibile la deformare si chiar fisurare.

Prezenta grafitului ca element de discontinuitate in masa metalica a fontelor face ca fontele cenusii sa prezintedupa turnare sau alte prelucrari o stare de tensiune ridicata ce poate produce avarierea fontelor sau

imposibilitatea prelucrarii ulterioare. Din acest motiv scopul recoacerii reprezinta diminuarea pana la eliminare a

tensiunilor termice si imbunatatirea prelucrabilitatii prin aschiere.Corespunzator acestor obiective exista doua tipuri mari de recoaceri:-de detensionare

-de inmuiere (feritizare)

Recoacerea de detensionarese aplica in trei variante:

-imbatranirea naturala consta in mentinerea produselor turnate din fonta o perioada indelungata (luni2 ani) inmediul inconjurator.

-imbatranirea artificial: elimina neajunsurile primei variante prin eliminarea duratei de mentinere-detensionarea prin vibrare: se realizeaza relaxarea structurala la nivel atomic prin utilizarea unor vibratori

pozitionati pe produsul turnat, cu o forta de apasare de 35-40 2 (~3-4 KgF) cu o frecventa de 3000

vibratii/minut.

Recoacerea de inmuierenumita si recoacerea de feritizare conduce la imbunatatirea prelucrabilitatii prinaschiere, prin diminuarea continutului de perlita si eventual cementita ramasa din masa metalica.

Procedeul consta in incalzirea produselor turnare la o temperatura deasupra liniei Ac1, mentinerea la aceasta

temperatura face ca cementita rest sa se dizolve in austenita iar racirea lenta permite perlitei rezultate sa se separde ferita si grafit; astfel scade continutul de perlita si creste proportia feritei si a grafitului cu efecte beneficeasupra prelucrabilitatii prin aschiere.

= 750 800 AP F + G

CALIREA ALIAJELOR Fe-C

Calirea otelurilorCalirea reprezinta un tratament termic secundar caracterizat prin incalzirea otelurilor si mentinerea acestora in

domeniul austenitic , urmata de o racire la viteze mai mari decat cea critica asigurandu-se astfel transformareamartensitica.


9/42

Calirea asigura astfel proprietati de rezistenta ridicate dar si o fragilitate insemnata ceea ce face ca in majoritateacazurilor calirea trebuie sa fie insotita de o revenire.

Alegerea parametrilor tehnologici1.Viteza de incalzire prezinta importanta in cazul unor oteluri mediu si inalt aliate unde trebuie limitata la o

valoare inferioara vitezei de incalzire admisibile in caz contrar viteza introduce tensiuni termice cu efectenegative asupra calirii (fisurari sau deformatii)

Valoarea se determina cu ajutorul relatiei: =

unde:

Kconstanta aleasa in functie de forma produsului

a - coeficient de difuzibitate termica ce tine cont de anumite caracteristici ale materialului

=

, 2/

(Cp-caldura specifica; -conductivitatea termica; -densitatea) - rezistenta admisibila a materialul = /- coeficientul de dilatatie liniaraEmodului de rigiditate (modului lui Young)

Saria suprafetei

Alegerea mediului de incalzireIn timpul incalzirii, in mediul inconjurator piesele sunt supuse agresiunii mediului. La suprafata lor are loc

fenomenul de oxidare si de carburare. Oxidarea conduce, in final, la obtinerea unui strat de oxizi ce se desprindede pe suprafata (tzundar).

+2 2 + 2 +22 +2 2 +

Oxidarea este galopanta la temperaturi >500CDecarburarea (scaderea continutului de C in straturile superficiale, cu efecte drastice asupra duritatii) este

sesizabila la temperaturi>800C (in domeniul austenitic)

+1

22 +


10/42

Din acest motiv suprafata pieselor trebuie protejata, in consecinta tratamentele termice moderne de calire au locin cuptoare cu vid, cu atmosfera controlata sau in bai de saruri topite.

Determinarea duratei de incalzire la oteluri, ,este alcatuita din durata de incalzire propriu zisa si durata dementinere:

= + Durata de incalzire propriu zisa reprezinta timpul necesar ca suprafata piesei sa atinga temperatura prescrisa,

adica .Durata de mentinere are, la randul ei, doua componente: durata de mentinere propriu zisa si durata

transformarilor structurale, .Durata de mentinere propriu zisa, . reprezinta timpul necesar ca miezul piesei sa atinga temperatura deincalzire

.

Durata transformarilor structurale, , reprezinta durata necesara transformarilor structurale de echilibru latemperatura ambianta (P, P+Fe, Pe+CeII) la structura austenitica. Conditia necesara pentru tratamentul de calireeste ca la incalzire sa se obtina o austenita omogena.

Calculul duratelor de incalzire se face fie cu metode grafoanalitice, fie cu relatii empirice.In primul caz se porneste de la ecuatia transferului termic, resprectiv al conductivitatii termice:

=

=(

+1

22

)

Solutiile acestor ecuatii prezinta o infinitate de rezultate motiv pentru care se introduc anumite conditii limita si

se apeleaza la criteriile adimensionale

=

0 = 2

= 0

- criteriul Biotraza pieseicoeficientul de convectie termica


11/42

0temperatura initiala0criteriul Fouriercriteriul de temperatura temperatura mediului de incalzire temperatura unui punct pe R

Intr-o prima etapa se determina criteriul Biot inlocuind datele, apoi criteriul de temperatura iar din nomogramse obtine criteriul Fourier.Din formula criteriului Fo se obtine valoarea duratei de incalzire

= 2

2

Calculul este anevoios, de aceea in practica industrial se apeleaza la relatiile empirice obtinute pe baza unor dat

experimentale. Una din cel mai des utilizate relatii, numita metoda geometrica este

= [], unde - durata totala de incalzireK - coeficient care tine cont de modalitatea de incalzire (flacara electrica, baie de saruri topite) si de temperaturla care are loc incalzirea

= 0

[], V=volumul piesei,=aria totala a piesei

Determinarea temperaturii de incalzire la oteluri Temperatura de incalzire la oteluri, in cazul calirii, se numeste temperatura de austenitizare (pt.ca incalzirea se

face in domeniul austenitic).Conditia majora ca tratamentul termic de calire sa se desfasoare corespunzator este ca incalzire a sa aiba loc in

domeniul austenitic iar prin mentinerea piesei in acest domeniu sa se obtina o structura austenitica omogena atatcompozitional cat si ca forma a grauntilor. Este de preferat ca acesti graunti sa fie cat mai fini.

Exista mai multe metode de determinare a Ta.a) alegerea in functie de temperaturile critice de transformare Ac1 si Ac3.

Intr-o prima etapa se determina temperatura punctelor critice fie cu ajutorul unou relatii empirice (in functie dcompozitia chimica) , fie experimental. Domeniul optim de incalzire se alege deasupra acestor puncte critice , c

un anumit interval de temperatura , astfel:

-pentru oteluri hipoeutectoide: =3+(3050)-pentru oteluri hipereutectoide: =1 + (50 70)

Domeniul optim este, conform criteriilor anterioare, reprezentat prin banda hasurata in portocaliu.


12/42

OBSERVATII:Pentru otelurile hipoeutectoide s-a ales temperatura in domeniul austenitic, putin peste Ac3, pentru a avea o

austenita omogena si pentru a nu creste prea mult granulatia.Pentru otelurile hipoeutectoide nu se face incalzire in domeniul austenitic ci doar in intervalul Ac1-Acem,

adicala temperatura de incalzire exista austenita si cementita secundara. Motivul: cementita secundara poate

ramane deoarece exista o faza dura , similara martensitei obtinuta dupa calire. Cementita secundara este intr-oproportie mica si nu afecteaza fragilitatea.Se accepta aceasta temperatura de incalzire deoarece o incalzire in domeniul austenitic, conform regulilor, ar fi

de fapt o supraincalzire crescand astfel granulatia cu efecte negative la racire in privinta starilor de tensiuneinduse (apar fisuri).

Aceasta solutie nu poate fi aplicata otelurilor hipoeutectoide pentru ca incalzirea sub Ac3 ar conduce la pastrareain structura a feritei care este un constituent moale. Piesele calitear fi compromise ; apare fenomenul de pete

moi.b) Metoda experimentala se mai numeste si metoda calirilor succesive. Este o metoda precisa dar mai

complicata.Aceasta metoda consta in incalzirea unor probe in otelul analizat la diferite intervale de temperatura urmate de

racirea in acelasi mediu. Duritatea probelor se masoar si se reprezinta grafic duritatea in functie de temepraturilede incalzire ale probelor. Se considera ca temperatura optima de incalzire acea temperatura care asigura duritate

maxima fara producerea fisurarii.

= 10

Alegerea mediului de incalzire

>(pt asigurarea transforamarii martensitice)Din acest motiv trebuie alese acele medii de racire care sa asigure aceasta conditie si sa nu induca in materialtensiuni termice foarte mari care sa distruga piesa. Uzual, pentru oteluri, se aleg ca medii de racire apa (pt otel

carbon), ulei si alte solutii derivate din petrol pentru oteluri aliate si aer pentru oteluri bogat aliateMediile de racire se impart in doua mari grupe:

-medii care schimba starea de agregare in timpul tratamentului termic (apa)-medii care nu schimba starea de agregare in timpul TT (aerul)


13/42

a) racire in apa

b) racire in aerLa racirea unei piese in apa identificam trei domenii:

-calefactia la contactul cu apa piesa se raceste brusc avand la inceput viteza de racire foarte mare. La suprafatapiesei are loc o vaporizare instantanee. Se formeaza o pelicula de vapori aderenta la suprafata care impiedica

transferul de caldura piesa>mediu fapt pentru care viteza de racire scade. La o anumita temperatura (T1)pelicula de vapori se desprinde de pe piesa astfel incat viteza de racire creste brusc pana la T2 (proces

obseervabil prin degajarea bulelor). Sub aceasta temperatura piesa se raceste lent. Rezulta ca domeniul II estecritic; daca aici se transforma si martensita atunci exista riscul fisurarii (se suprapun si tensiuni termice).

In cazul b) nu apar astfel de fenomene si riscul fisurarii este redus.

CALIBILITATEA OTELURILOR

Calibilitatea otelurilor este o proprietate tehnologica ce exprima capacitatea unui otel de a se cali. Se exprimaprin indici de calibilitate:

[/]- viteza critica de racire - diametrul critic idealeste diametrul maxim al unei piese din otelul analizat care prezinta in centru oduritate semimartensitica in conditii ideale de racire (schimb/transfer instantaneu de caldura cu mediul)

-diametrul critic realeste diametrul maxim al unei piese din otelul analizat care prezinta in centru oduritate semimartensitica in conditii reale de racire

lungimea critica de racirePrin duritate martensitica se intelege duritatea unui strat ce prezinta in structura: 50% martensita + 50%

bainita/perlita (sau constituenti de treapta perlitica)Calibilitatea este definita de unii autori ca fiind grosimea stratului calit cu structura (duritate) semimartensitica.


14/42

Prin racirea unui produs la suprafata avand o viteza mai mare se obtine transformarea martensitica si implicit oduritate mai mare. Cu cat ne apropiem de miezul piesei viteza de racire si duritatea scad. Daca un otel are viteza

critica de racire vcr1, curba de racire a otelului (Vr) nu intersecteaza linia corespunzatoare lui Vcr1, ceea ceinseamna ca intreaga piesa a suferit transformarea martensitica si duritatea este mare in toata piesa.

Calibilitatea este influentata de mai multi factori: in primul rand compozitia chimica prin continutul de carbonsi continutul in elemente de aliere si prin marimea grauntelui austenitic: cu cat continutul de carbon este mai

mare si in elemente de aliere (ca Mn, Cr, V, Mo) cu atat viteza critica este mai mica si piesa poate fi calita petoata sectiunea (varianta 1 in figura).

Metode pentru determinarea indicilor de calibilitatea.metode grafo-analitice (Grossan)

b.metoda cu ajutorul relatiilor empirice valabile pentru anumite game de oteluri (relatiile Just)c.metoda experimentala (metoda racirii frontale) - metoda Jominy cu ajutorul careia se determinara curba de

calibilitate specifica pentru fiecare otel in parte.


15/42

Probele utilizate sunt standardizate: sunt prelevate din otelul supus analizei, se incalzesc la temperatura de

austenitizare timp de 30 de minute, dupa care sunt introduse intr-un dispozitiv care asigura racirea frontala aprobei (uzual varianta b). In urma racirii in apa apare o variatie de duritate pe lungimea probei. Se masoara

duritatea de la capatul racit si se traseaza curba de variatie in functie de lungimea probei

Pentru fiecare otel, corespunzatoar compozitiei lui chimice, duritatea semimartensitica este precizata in norme

(HSM). Plasand aceasta valoare HSM pe graficul de variatie se poate determina lungimea critica. Ulterior, infunctie de lungimea critica se poate afla diametrul critic ideal si diametrul critic real. Intrucat marcile de otel nu

au o compozitie chimica fixa, ci un interval pentru fiecare element, rezulta ca in acest caz se obtin benzi decalibilitate. Acestea se regasesc in standarde pentru fiecare marca de otel si sunt necesare in momentul alegerii

materialului pentru dimensionarea unui produs.


16/42

PROCEDEE DE CALIRE VOLUMICACalirea volumica prezinta riscul deformarii produselor sau chiar al fisurarii in timpul racirii ca urmare a

tensiunilor termice si structurale ce apar in piesa, de aceea o mare importantao reprezinta modul in care seefectueaza racirea. Rezulta astfel mai multe variante numite procedee de calire care se reprezinta pe o diagrama

TTT.


17/42

1. Calirea continua (directa)2. Calirea intrerupta

3. Calirea in trepte4. Calirea izoterma

5. Calirea la frig

1. Calirea continua (directa)(intr-un singur mediu) consta in racirea piesei intr-un singur mediu (apa, ulei,aer) pana la finalizarea

transformarii structurale, cea mai simpla si eficienta metoda, dar se aplica cu precautie otelurilor carbon nealiatecu risc mare de deformare.

Marele dezavantaj il reprezinta riscul suprapunerii tensiunilor termice peste cele structurale lucru ce poate ducela scoaterea din uz.

2. Calirea intrerupta (numita si calirea in 2 medii diferite: apa-ulei, ulei-aer)Piesa este mentinuta o scurta perioada de timp in primul mediu pentru a se depasi cotul perlitic al diagramei TTT

dupa care se introduce intr-un al doilea mediu, mai lent, in momentul aparitiei transformarii martensiticecautandu-se astfel suprapunerea celor doua tipuri de tensiuni. Momentul schimbarii mediuluieste insa dificil de

apreciat.3. Calirea in trepteRacirea se face intr-un meddiu de tip baie de saruri, bai de metale topite ce asigura o temperatura deasupra luiMs. Mentinerea in acest mediu asigura racirea simultana a austenitei in martensita pe toata sectiunea, dupa care

racirea se face in aer. Se aplica doar la piese de dimsiuni mici pentru ca o mentinere indelungata ar duce laaparitia altui constituent decat martensita.

4. Calirea izotermaSe aplica anumtor oteluri mediu si bogat aliate si consta in racirea intr-o baie de saruri la o temperatura consta

care sa a asigure transformarea bainitica. Nu se obtine transformarea martensitica dar bainita obtinuta asigura unoptim de proprietati, o duritate medie si o tenacitate corespunzatoare.

5. Calirea la frigConsta in continuarea racirii in mediu clasic intr-un mediu refrigerant (aer, azot lichid, zapada carbonica)

asigurandu-se astfel transformarea austenitei reziduale in martensita avand ca efect cresterea duritatii sistabilitatea dimensionala (ex: bile de rulment).


18/42

REVENIREA OTELURILORTratamentul termic secundar aplicat otelurilor calite.

Scopul il reprezinta reducerea tensiunilor pana la eliminare rezultate in urma tratamentelor termice de calire siasigurarea proprietatilor de exploatare impuse.

Revenirea otelurilor consta in incalzirea otelului calit la temperaturi inferioare liniei Ac1, mentinerea in functie

de dimensiunile produsului la aceasta temperatura si racirea pana la temperatura ambianta.Revenirea se calsifica in functie de temperatura de incalzire in trei tipuri: joasa, medie si inalta.Drept consecinta si proprietatile rezultate (urmarea transformarii martensitei la incalzire) se modifica in mod

corespunzator.

Revenirea joasa (Rj) - revenirea de detensionare

Ti=180...220CSe reduc tensiunile interne, precipita carburi in martensita de calire, structura rezultata numindu-se martensita de

revenire. Ca efect, scaderea duritatii este neimportanta (1-2 unitati RockwellHRC=60-62

Se aplica otelurilor de scule de rulment si tratamentelor termo-chimice urmate de calire (cementare)

Revenirea medie - domeniul optim: Ti=350...450C

Au loc procese de difuzie finalizate prin formarea unui constituent (troostita de revenire-constituent de treaptaperlitica). In consecinta, duritatea scade pana la valori medii (HRC-40-45) crescand insa tenacitatea, limita la

oboseala si limita de elasticitate.. Se aplica in principal otelurilor de arcuri si unor oteluri mediu aliate de scule.

Revenirea inalta- Ti=550-600CStructura obtinuta, usor mai grosolana decat troostita, se numeste sorbita de revenire. Duritatea scade le valoriacceptabile (HRC=28-32 unitati) dar creste tenacitatea. Se realizeaza astfel, prin calire plus revenire inalta, o

imbunatatire generala a proprietatilor mecanice. De aceea acest tratament se mai numeste si tratament termic deimbunatatire.


19/42


20/42

2.Metoda grafo-analiticase utilizeaza (in acest caz) parametrul reveniriiP=T(K+ lg t)

K=20 pentru OLValoarea lui P se determina din nomograme obtinute experimental.

Odata determinat Px, din formula, pentru o anumita valoare a temperaturii T se poate determina durata dementinere.

3.Metoda determinarii cu ajutorul relatiilor empiriceSe aplica pe grupe de oteluri. Cea mai cunoscuta relatie este determinarea temperaturii de revenire pentru

otelurile slab aliate , considerandu-se durata de mentinere optima de 4 ore.

=1

16.7

2(17.3)

[], unde:

1,2sunt constante- - duritatea calculata in functie de = + +

- duritatea in functie de continutul de carbon


21/42

-- duritatea in functie de elementele de aliere- - duritatea in functie de granulatie

Aceste valori se determina din nomograme

- - duritatea impusa pentru realizare

O alta relatie simpla se refera la determinarea duratei de mentinere in functie de grosimea piesei: 1h...25mm(ora/tol)

CALIREA SI REVENIREA FONTELOR CENUSII

Se pot supune calirii fontele cenusii cu grafit lamelar fin si, in special, fontele cu grafit nodular ( ) dar caretrebuie sa aiba continutul in carbon legat de minimum 0,5%.Tratamentul de calire prezinta anumite specificitati fata de oteluri: temperatura optima de incalzire se alege in

intervalul 830...870C pentru ca o valoare mai mica face sa scada continutul de carbon legat.

Prezenta grafitului in masa metalica reprezinta un element de discontinuitate ceea ce face ca orice variatie de

natura termica sa induca tensiuni mari ce pot compromite tratamentul.


22/42

OBSERVATIIIncalzirea se face cu o treapta de preincalzire la 400...450C pentru egalizarea temperaturii pe sectiune si

reducerea astfel a starii de tensiune.Duratele de incalzire si mentinere se calculeaza similar ca la oteluri. Racirea se face in ulei sau produse

petroliere. Revenirea se aplica imediat dupa calire cand piesa nu s-a 4acit complet. O alta varianta (reprezentatapunctat in fig de mai jos) o constituie calirea izoterma cu racire in bai de saruri la temperatura de 250C.

Alegerea temperaturii de revenire la 450C este legata de fragilizare: dupa calire, duritatea este ridicata insarezistenta mecanica la tractiune este redusa. Incalzirea la 450C face ca duritatea sa scada si rezistenta mecanica

sa creasca.

FRAGILIZAREA LA REVENIREExista unele oteluri si fonte aliate cu manga , crom sau crom-siliciu care in anumite intervale de temperatura, in

timpul revenirii devin fragile:


23/42

I-fragilizarea la rece (ireversibila)II-fragilizare la cald (reversibila)

Cauza pare sa o constituie precipitarea unor carburi sau elemente chimice la limita grauntilor impiedicand astfedeformarea grauntelui. Pentru evitarea aparitiei fragilitatii :

-evitarea intervalelor critice

-alierea otelurilor co molibden sau Wolfram (Wolframul,numit si tungsten, este un element chimic din grupametalelor situat n pozitia 74 n tabelul periodic al elementelor. Wolfram este un metal cu luciu alb, casant nstare pur, dur, si de mare densitate. Din toate metalele pure, punctul lui de topire este cel mai ridicat, iar

punctul lui de fierbere este al doilea ca mrime (dup carbon).-aplicarea unor viteze mari de racire in intervalele critice

TRATAMENTE TERMOMECANICE

Sunt tratamente aplicate aliajelorConstau in introducerea pe fluxul de fabricatie prin suprapunere sau prin succesivitate a unor procedee mecanice

de deformare plastica la calirea acestora.Se aplica numai anumitor categorii de oteluri si aliaje metalice, in special celor pe baza de crom

Se clasifica in doua mari categorii:-tratamente termomecanice cu deformarea austenitei TTDAausforming

-tratamente termomecanice cu deformarea martensitei TTDM-marforming

TRATAMENTE TERMOMECANICE CU DEFORMAREA AUSTENITEI (TTDA)


24/42

1: TTDA la temperaturi superioare celei de recristalizare

2: TTDA la temperaturi inferioare celei de recristalizare (sub 600)

In timpul incalzirii si mentinerii pieselor la temperaturi in domeniul austenitic se aplica deformari plasticeprodusului supus calirii dupa care pisele se racesc in apa sau ulei obtinandu-se transformarea martensitica.

Deformara plastica are ca efect o finisare a granulatiei, drept consecinta creste densitatea de dislocatii.- in 1 rezistenta mecanica creste cu 10-25% fata de TT conventional;

- in 2 tenacitatea si plasticitatea nu se modifica, reducerile sunt neinsemnate.Creste temperatura de tranzitie ductil-fragil, se elimina fragilitatea la revenire si creste stabilitatea la revenire

(pastrarea sau conservarea duritatii si a Rm la T de revenire cat mai ridicate).Tratamentul prezinta dificultati deoarece: deformarea plastica trebuie aplicata in intervale de timp f mici pt a se

evita riscul racirii in timpul deformarii si a compromiterii acestuia. O solutie o constituie utilizarea tratamentuludoar pentru otelurile care prezinta o curba TTT cu histeresis de transformare, adica prezinta o separare a

domeniului de transformare perlitic fata de cel bainitic.Deformarea se poate realiza in acest interval doar prin incalziri succesive si deformari succesive.

Astfel de diagrame TTT prezinta doar otelurile alIate cu crom, in special cele inoxidabile.Ca o conecinta, reducerile de sectiune ale pieselor, pentru a conduce la un efect de durificare, trebuie sa se

situeze in intervalul 40-60%.


25/42

TRATAMENTE TERMOMECANICE CU DEFORMAREA MARTENSITEI (TTDM)

In acest caz se observa ca deformarea plastica a loc dupa inceperea transformarii martensitice, in consecinta

reducerile de sectiune nu vor depasi 10%; urmare a deformarii plastice se produce un proces de finisare agranulatiei pcum si un proces de imbatranire a martensitei ce conduce la o crestere usoara a duritatii si mai ales a

stabilitatii la revenire. Tratamentul se aplica otelurilor inalt aliate (ex.: oteluri criogenice, unele familii de otelurilaminate inoxidabile , oteluri maraging).

TRATAMENTE DE SUPRAFATASunt necesare pentru ca produsele:

-trebuie sa aiba un aspect estetic;-trebuie protejate impotriva actiunii corozive a mediului inconjurator;

-necesita proprietati de suprafata deosebita fata de cele ale volumul (miezul) pisei.Proprietati mecanice specifice:

-pentru suprafata :-H, duritate

-Rob, rezistenta-Ru, oboseala

(prop.magnetice, electrice si chimice)-pentru miez

-K, tenacitate-A, ductilitate

Principalele metode de tratament ale suprafetelorsunt:-acoperirea cu substante organice (lacuri, email, vopsele);

-acoperirea prin depuneri electrolitice (cromare, cadmiere, zincare, nichelare);-reconversia straturilor superficiale (brunare);

-depunerea de straturi metalice sau cerneluri prin pulverizare termica a pulberilor ;-metode fizico-chimice de depunere (CVD/PVD);

-tratamente de durificare prin calirea de suprafata numita si calire superficiala-tratamente termochimice.


26/42

Calirea de suprafata (calirea superficiala) este un tratament termic de suprafata aplicat otelurilor in anumiteconditii ce conduce la o structura martensitica, in acel strat se obtin astfel duritate H, rezistenta Rob si oboseala

Rufoarte ridicate.Parametrii tehnologici: intrucat stratul supus incalzirii este de ordinul milimetrilor rezulta ca atat viteza de

incalzire cat si durata de incalzire prezinta valori deosebite fata de calirea clasica.

1000/(5001000/) = 2 10, in functie de grosimea stratului dorit pt incalzire = 9501000superioara temepraturii de la calirea clasica

Din garfic rezulta ca este necesara incalzirea la temperaturi inalte in cazul calirilor superficiale si anume pentru

ca la omogenizarea A (conditie necasara pentru o calire corecta) se obtine doar ridicand temepratura de incalzire.

Un alt parametru important il reprezinta viteza de racire > , dar in acest caz cea ma importanta conditieeste ca racirea sa aiba loc imediat dupa incalzire, altfel existand riscul ca temperatura suprafetei sa scada, caldur

fiind preluata de miez.

De retinut:calirea superficiala in cazul otelurilor se aplica cu rezultate bune otelurilor de imbunatatire.

0.4...0.7%C, cu granulatie fina N=8...10 si dupa in TT prealabil de imbunatatire.


27/42

De obicei dupa calirea superficiala, Cs, se aplica o revenire joasa, structura finala fiind Martensita de revenire(Mrev) in stratul superficial si soorbita de revenire (Srev) in miez.

Metaode de calire superficiala1.Calire cu flacara oxiacetilenica

2. Calire prin inductie3. Calire prin contact electric

4. Calire in electrolit5. Calire prin metode neconventionale (laser, fascicul cu electroni etc)

1. Calirea cu flacara oxiacetilenica: metoda simpla cu costuri scazute insa cu precizie redusa.

Flacara utilizata este rezultatul arderii unui ameste de gaze si oxigen, temperatura in miezul flacarii ajunge pana

la 3000. Suprafata pieselor este incalzita prin diferite procedee (simultan, succesiv) pe adancimi de 2...10 mmapoi este racita cu un jet de apa. Procesul este greu de controlat si tine de experienta lucratorului implicat inproces.

Procedeul calirii simultane se refera la incalzirea dintr-o singura faza a suprafetei de calit.


28/42

CALIREA PRIN INDUCTIE CU CURENTI DE INALTA FRECVENTA (C.I.F.)

Principiul calirii CIF se bazeaza pe incalzirea suprafetei pieselor ca urmare a unui curent indus perpendicularcare, prin efect Joule-Lenz, face ca straturile de suprafata sa se incalzeasca la temperatura de austenitizare.

Pentru producerea curentului indus se foloseste un inductor care este o teava de cupru racita cu apa sub forma

unei spire infasurata in jurul piesei supusa calirii. Inductorul este legat de secundarul unui transformator asupracaruia se aplica un curent de tensiune joasa si frecventa inalta. Curentul aplicat de transformator da nastere unuiflux magnetic, ce depinde de numarul de spire al inductorului si de frecventa aplicata, care la randul lui produce

o tensiune electromotoare ce da nastere unui curent indus in piesa provocand incalzirea piesei.


29/42

Adancimea de incalzire (p) depinde si de natura materialului (rezistivitate si permeabilitate) cat si de frecventacurentului

=

, unde k este factorul de material si f este frecventa

Datorita modificarii rezistivitatii si a permeabilitatii odata cu cresterea temepraturii relatia se paote scrie:

= 20

pentru T=20

= 500

pentru T=800

Pentru adancimi de incalzire cuprinse intre

2...6 mm avem f=5000...10 000Hz

p1 mm avem f=400 000 hzDe regula incalzirea prin inductie se realizeaza la puteri specifice Ps=0,2 ...2Kw/2, duratele de incalzire panala temepratura de austenitizare t=2...50s.Calirea CIF se poate face simultan pentru piese de dimensiuni mici cand, dupa incalzire, piesa se raceste intr-o

baie de apa sau ulei, sau succesiv cand in continuarea inductorului se ataseaza un racitor cu apa.Avantaje: se permite un control precis al adancimii de incalzire respectiv a temperaturii in zona de lucru.

Dezavantaj: instalatie scumpa.

CALIREA CU FASCICUL LASER: metoda moderna la care incalzirea piese este realizata cu un dispozitivlaser. Se bazeaza pe principiul transformarii energiei fasciculului laser in caldura.

Fasciculul laser (fascicul de fotoni) este redirectionat cu ajutorul oglinzii rotitoare fiind focalizat pe suprafata

piesei prin intermediul sistemului de focalizare. Fotonii patrund in material pe o adancime de 104 107ducand la incalzirea acestuia. Racirea piesei se face in masa ei proprie. Prin modificarea distantei dintre lentila

de focalizare si piesa se obtin diferite diametre ale fascilului laser. Uzual, la o trecere, se pot obtine benzi decalire cu o latime cuprinsa intre 5...30 mm.

Calirea cu laser se realizeaza la puteri specifice = 0.5 2 2 , interactiunea fascicul-proba fiindt=1...10s.

Avantaje:-pot fi calite piese cu geometrie complexa


30/42

-deformatii minime obtinute in piesa- nu este necesara rectificarea ulterioara-nu este necesar mediul de racire

Dezavantaje:-instalatie scumpa

-probleme de absorbtie a fasciculului de catre proba la unele materiale.

TRATAMENTE TERMOCHIMICESunt tratamente ce au ca scop modificarea structurii si compozitiei chimice a suprafetei pieselor prin imbogatire

cu un element chimic. Da regula piesele se incalzesc intr-un mediu bogat in atomii elementului cu care se dorestimbogatirea suprafetei, urmat de racirea acesteia.

In functie de natura elementului chimic cu care se efectueaza imbogatirea suprafetei exista :-carburarea (imbogatirea in carbon)

-nitrurarea (imbogatire in azot [N])-carbo-nitrurarea (carbon si azot)

Borizarea (bor)La baza tratamentelor termochimice stau urmatoarele procese

-disociereamoleculelor mediului de lucru cu eliberarea de atomi ai elementului de imbogatire-absorbtiala suprafata piesei a atomilor elementului de imbogatire si formarea de legaturi chimice cu atomii

materialului de baza. Absorbtia depinde de temperatura de incalzire, compozitia chimica a otelului, stareasuprafetei etc.

-difuziaconsta in deplasarea atomilor absorbiti la suprafata piesei catre miezul acesteia.Grosimea stratului imbogatit depinde de temepratura de incalzire, durata procesului si concentratia mediului de

imbogatire.

Din figura se observa va odata cu cresterea temperaturii, a duratei de mentinere si a concentratiei mediului deimbogatire creste grosimea stratului.

CARBURAREA (cementarea)

Un tratament termochimic ce consta in imbogatirea stratului de suprafata in carbon, se aplica otelurilor carbon sislab aliate cu un continut pana la 0.25%C. Consta in incalzirea acestora la o temperatura de austenitizare intr-un

mediu bogat in atomi de C. Se obtine o suprafata cu Cs=0.81.2%C, grosimea stratului carburat ajunge pana la1,5 mm.

In functie de natura mediului cementarea poate fi facuta in mediu solid, lichid sau gazos.Carburarea in mediu solid se face prin asezarea pieselor in cutii de cementare intr-un mediu format din mangal

(carbune de lemn) si activatori (Na2CO3, Ba2CO3). Piesele sunt incalzite in cuptor la T=900...950C, t=6...12hCarbonul din mediul de carburare reactioneaza cu oxigenul din cutiile de cementare si formeaza monoxidul de

carbon, acesta, la temperatura de austenitizare devine instabil, se descompune si elibereaza atomii de C caredifuzeaza in suprafata piesei.


31/42

DEZAVANTAJ: nu exista un control riguros asupra grosimii stratului carburat si implica durate mari decarburare.

Carburarea in mediu lichid

Se face in bai de saruri (ca mediu de carburare)

-carbura de siliciu Sic (10%) + activatori (Na2CO3+NaCl)-temperatura de lucru T=850...900C, t=3...8hMetoda se aplica de regula la piese de dimensiuni mici.

Carburarea in mediu gazoseste cea mai raspandita metoda. Permite un control riguros asupra grosimii

stratului carburat. Piesele se incalzesc la 850-900C intr-un mediu rezultat prin arderea unor gaze (naturale, gazmetan, de sonda) timp de 3...7 ore. Grosimea stratului ajunge pana la 1,5 mm.

Structura unei piese cementate cuprinde trei zone:-la suprafata o zona care are structura corespunzatoare unui otel hipereutectoid (P+CeII)-o zona cu structura unui otel eutectoid (P)

-o zona cu structura ferito perliticaCu cat ne deplasam spre zona 3 de la suprafata spre miez creste cantitatea de ferita si scade cea de perlita.

In general caracteristicileunei piese cementate se obtin prin aplicarea tratamentului termic ulterior cementarii.

Tratamente postcementare

a)calirea directa


32/42

Cem - cementare

Cf - calire la frigRjrevenire joasa

Se aplica pieselor mai putin pretentioase si de serie mare, calirea facandu-sedirect de la temperatura de

cementare (racire in apa sau ulei). Se obtine o structura de martensita grosolana si o cantitate mare de austenita

reziduala (peste 15%). Pentru scaderea acesteia se mai face o calire la frig (-120). Tratamentul se incheie cu orevenire joasa pentru eliminarea tensiunilor interne.

b)calirea simplaSe elimina dezavantajele de la calirea sirecta, piesa este racita la temperatura de cementare in aer (se finiseaza

granulatia si creste tenacitatea) urmata de o calire cu incalzire la temperatura 760...820. Racirea se face cu apasau ulei iar la final se face revenirea joasa.


33/42

c)calirea dubla se aplica pieselor puternic solicitate. Dupa cementare se realizeaza o calire la 850-900curacire in apa, pentru miezul piesei, urmata de de o calire la 760-820(racire in apa sau ulei) pentru suprafatapiesei. Se finalizeaza cu o revenire joasa.

NITRURAREA OTELURILOR

Reprezinta un tratament termic de imbogatire a straturilor cu azot, in socpul imbunatatirii unor caracteristici desuprafata:

-duritatea

-rezistenta la:-uzare-gripare

-incovoiere prin socCOmparativ cu cementarea, aderenta stratului este mai scazuta. Din acest motiv piesa nu este implicata la

solicitari de contact mari, iar pretul de cost este ridicat.

Parametrii tehnologici si structura stratului nitruratIn prezenta azotului aliajele de fier formeaza nitruri si carbonitruri de fier, la temperaturi scazute care prezinta o

duritate si rezistenta la uzare foarte mare. Astfel, in prezenta fierului se formeaza urmatoarele nitruri:

= 2 11.3%

= 3 811.2% = 4 5.5 6.2% = () 0.015%

Se pot formula urmatoarele etape:

-excesiv de dura si fragila-solutie solida pe baza de nitrura de fier (3) cu duritate si fragilitate ridicata (dar nu la nivelul )-solutie solida pe baza de nitrura de fier (4) mai dura ca faza dar mai fragila.este un eutectoid care apare la 590si care, prin racire, se separa in si Faza este o solutie moale de insertie a azotului in (faza moale)


34/42

Daca procesul de nitrurare are loc la temepraturi pana la 500intr-o prima etapa se vor forma fazele , si infinal .Rezulta ca in stratul de suprafata se vor afla fazele si care asigura astfel, la suprafata piesei, o duritatfoarte ridicata. Din acest motiv stratul astfel obtinut se mai numeste si zona de combinatii sau stratul alb.

Avantaje:

-daca nitrurarea are loc la T


35/42

= 400 450, adancimea de strat = 720, = 4 8.Dezavantaje:-tratament cu toxicitate ridicata

-limitare la piese foarte mici (restransa)

Nitrurarea ionica are la baza principiul descarcarii luminiscente intr-o atmosfera rarefiata. Piesele sunt dispuse lacatodul unei retorte, anodul reprezentand peretii retortei.

Intre catod si anod are loc o descarcare luminiscenta iar in jurul piesei se realizeaza o cadere de tensiune careconduce la formarea plasmei. Ionii se H si N bombardeaza piesa producand cresterea temepraturii pana la

400...500si smulgerea atomilor de fier. Acestia formeaza cu ionii de N nitrurile de fier care se depun pe piesaDurata este redusa (8-12h) iar calitatea stratului nitrurat este superioara deoarece se formeaza, cuprecadere, faza

. Nu este recomandata folosirea acestei metode pentru piesele cu configuratie complexa deoarece exista risculefectului dublu catodDezavantaje: instalatie scumpa

Concluzii generale: tratamentul termochimic de nitrurare este un tratament termic curat. Deoarece nu producenici alterarea suprafetelor nici deformarea pieselor mici, tratamentul se palica de obicei pieselor la dimensiunilefinale (deja rectificate).

Nitrurarea este considerata o operatie finala intr-un flux tehnologic.

Metode de depunere de straturi de protectie (acoperiri) la temperaturi inalte Obiective:a.protectia impotriva coroziunii

b.izolare termica

a) Protejarea la temperaturi ridicate impotriva coroziunii se realizeaza astfel:-depuneri de straturi de Ni daca piesele lucreaza pana la temperaturi de 800-depunerea de la peste 800Straturile sunt, in stare initiala, pulberi de Al, Cr, Yitridium si M=Ni, Co sau Mo care ulterior se topessi se pulverizeaza pe suprafetele destinate protejarii.

In cazul straturilor cu rol de izolare termica straturile sunt in principal pe baza de materiale ceramice, oxizi,carburi, nitruri, dar care prezinta un strat intermediar pentru asigurarea adeziunii s i cu rol de bariera termica

format din .Acoperiri cu straturi de protectei rezistente la uzare si coroziune

Cele mai bune oteluri sunt considerate cermeturile (combinatie de compusi ceramici si liant metalic)


36/42

Exista 4 categorii de cermeti:1.Cermet pe baza de carburi WC, TiC, B4C cu liant Co, Ni, Co-Ni, Cr

2.Cermet de baza de oxizi23, 2cu liant Co, Ni, Co-Ni, Cr3.Cermet pe baza de bor: 23,44.Cermet pe baza de carbon: grafit

Straturile de cermet se depun prin mai multe metode. Cele mai cunoscute sunt:1. Depunerea prin pulverizare termica (metoda veche)pulbere este topita, apoi cu ajutorul unui gaz purtator,

pulverizata pe suprafata piesei2. HVOFdepunere straturi cu viteza foarte mare cu ajutorul oxigenului

3. Pulverizarea in plasma


37/42


38/42

-oteluri de scule-oteluri inoxidabile si refractare

SIMBOLIZAREA OTELURILOR

In cazul normelor europene simbolizarea se afce fie pe principiul destinatiei si a unei caracteristici mecanice

impuse fie pe principiul compozitiei chimice. Acest tip de simbolizare se numeste simbolizare alfanumerica.Exista si simbolizare numerica dar cu utilizare mai restransa si doar in anumite situatii. (ex: W1.2344)In normele romanesti (STAS) utilizate pana la aparitia normelor europene clasificarea se respecta dar este diferit

modul de simbolizare.

Simbolizarea otelurilor conform grupei I

In general litera/literele reprezinta destinatia otelului iar cifrele reprezinta o anumita caracteristica mecanica. Ex

= 335

R255- otel pentru recipiente sub presiuneB320otel pentru betoane

In standarde romanesti (STAS) notatia este asemanatoare doar ca numarul reprezinta rezistenta mecanica latractiune in daN/2

37 = 37/2

OB60otel betonOLT35otel laminat pentur tevi

PC55otel pentru constructii

Simbolizarea otelurilor in functie de compozitia chimica gr. IIPentru otelurile nealiate de calitate sau speciale la care se impune continutul de carbon:

C45...C60 (unde C inseamna otel carbon iar numarul reprezinta continutul de carbon multiplicat cu 100)

In STAS romanesc simbolizarea este: OLC45, OLC60, OLC15Daca in compozitia chimica a otelului sunt prezente elemente de aliere peste valoarea limita a unui otel nealiatdar sub 5% atunci simbolizarea se face astfel:

1123123 unde:-1este un numar ce semnifica continutul de Cx100-123... reprezinta simbolul elementelor de aliere in ordine descrescatoare-123 reprezinta numere ce corespund proportiei elementelor de alere aferente.1pentru 1...multipicate cu un factor ce depinde de natura elementelor chimiceAstefl: daca F

x4 daca este Cr, Ni, Co, Mn, W si Si;x10 daca este Cu, Al, Pb, Mo, V, Ta, Zr, Nb

x100 daca este Ce, N, P, Sx1000 daca este B30

0.3%2%

2%

0.3%

8

8

3

40Cr4

42CrMo4-3

In STS romanesc se pastreaza principiul:11233, unde:-1este un numar ce semnifica continutul de Cx100-123... reprezinta simbolul elementelor chimice plasat in ordine crescatoare-3continutul EAx1040Cr10


39/42

30MoCrNi2042MoCr11

STAS 34MoCrNi15 (romanesc)34NiCrMo 6-6-3 (european)

In cazul otelurilor inalt aliate (un element de aliere >5%) simbolizarea este similara cazului precedent cu

urmatoarele observatii:X11231 23Se plaseaza X in fata iar 123reprezinta valoarea proportiei fara nici un factor de multiplicareX10CrNi 18-8

In STAS romanesc simbolizarea este similara cazului precendet10NiCr180

200Cr120 (STAS) X200Cr12 (EU)In cazul grupei II, subgrupa 4, simbolizarea este o combinatie intre destinatie si cimpozitia chimica a otelului

aliat:HS 6251

In STAS romanesc nu exista o regula anume:Rp1oteluri rapide

Rul1, Rul2 - rulmenti

112011.12.15

FAMILII DE OTELURI

1. Oteluri de uz general cantitativ este cea mai utilizata familie din industrie datorita costului redus urmare a

lipsei elementelor de alieresi implicit a unor proprietati de exploatare mai putin importante. Sunt aliaje a carorcontinut de carbon este limitat la maxim 0.40.5%, deci au o structura ferito-perlitica.

Dpvd al conditiilor de calitate li se impune o anumita valoare minima a unei caracteristici mecanice (Rc, Rm), d

obicei limita la curgere Rc si mai rar rezistenta mecanica la tractiune (Rm) de aceea si simbolizarea acestoroteluri contine valoarea minima a rezistentei, de obicei MPa alaturi de un grup de litere ce semnifica destinatia.E295otel pentru constructii mecanice cu Rc min 295 MPa

S355otel pentru constructiiBbetoane

PrecipienteLtevi

Sunt oteluri deformabile (ductibilitate ridicata) si sudabile; se livreaza sub forma unor semifabricate finite (bare,

tevi, table, profile, sarme etc).Obs: nu sunt destinate TT de durificare, in schimb se pot aplica tratamente de recoacere dupa ce aceste

semifabricare au fost supuse prelucrarilor mecanice.

2. Oteluri nealiate si aliate termicIn aceasta clasa intra otelurile care se utilizeaza la confectionarea unor produse ce sunt supuse unor solicitari

ceea ce implica durificarea lor. In aceasta categorie intra otelurile nealiate speciale si otelurile de calitateOtelurile nealite care se supun tratamentelor termice prezinta un continut de carbon controlat. De altfel si

simbolizarea lor precizeaza continutul de carbon impus:


40/42

C15; C25C45,C60

[SR, OLC15]De aceea aceste oteluri se numesc si oteluri carbon de calitate si se impart in 2 subgrupe:

-oteluri de cementare 0,25%C

-oteluri de imbunatatire 0,25....0.7%CIn cazul otelurilor aliate continutul de carbon este similar (sunt tot oteluri hipoeutectoide) iar continutul

elementelor de aliere, fiecare in parte, nu depaseste 5% si foarte rar insumate depasesc 5%.

15 NiCr 6-4 (SR 15CrNi15)15 Cr3 (SR 15Cr8)

40 Cr440 Cr B 4-1

30 CrNiMo 8-8-342 CrMo 4-3

In mod similar si aceste oteluri aliate se clasifica in oteluri aliate de cementare %C0,2, respectiv oteluri de

imbunatatire.TT de durificare este astfel distinct pentru cele 2 grupeIn cazul otelurilor de cementare tratamentul termic consta in:

C1=calire miezC2=calire pentru strat cementat

Rj=revenire joasaAceasta variata este aplicabila pieselor supuse solicitarii medii si mari, in schimb pentru piese mai putin

pretentioase este suficienta o singura calire dupa cementare.In cazul otelurilor de imbunatatire tratamentul optim este:


41/42


42/42

Stiinta Materialelor (v.serban-Politehnica Timisoara) - Curs

Documents

Transcript of Stiinta Materialelor (v.serban-Politehnica Timisoara) - Curs