Tratamentele Termice de Recoacere

15
Tratamentele termice de recoacere de grafitizare Tratamentele termice de recoacere de grafitizare (RG) se aplică pieselor turnate din fonte (cu sau fără grafit în structură) şi au ca scop principal declanşarea şi realizarea unor procese de grafitizare controlată (generarea şi/sau dezvoltarea formaţiunilor de grafit prin transformarea cementitei). ELEMENTE DE ŞTIINŢA ŞI INGINERIA MATERIALELOR 268 Recoacerile de maleabilizare (RM), prin care piesele turnate din fonte albe capătă structură de fonte maleabile (cu grafit sub formă de aglomerări sau cuiburi) sunt principalele tipuri de RG şi au fost descrise detaliat în scap. 4.5. In afară de RM, se mai aplică următoarele variante de RG: * la piesele din fonte cenuşii sau modificate (cu grafit lamelar sau nodular) care au după turnare structuri de fonte pestriţe (v. scap. 4.6) se aplică o RG constând din încălzirea la ti = 850…950 oC > A1, menţinerea la această temperatură o durată m = 1…5 ore (pentru transformarea cementitei în grafit printr-un proces asemănător celui care are loc la RM, dar accelerat de prezenţa siliciului în compoziţia fontelor) şi răcirea cu o viteză convenabilă obţinerii unor structuri ferito - perlitice sau perlitice ale masei metalice de bază a pieselor tratate, cu caracteristici bune de rezistenţă mecanică şi tenacitate; * la piesele turnate din fonte modificate cu grafit nodular ferito-perlitice sau perlitice se aplică o RG constând din încălzirea la ti = 670…720oC, menţinerea la această temperatură o durată m = 1…5 ore şi răcirea în cuptor sau în aer; conform celor arătate în scap. 5.1.4, în cazul acestor aliaje transformarea eutectoidă are loc într-un interval de temperaturi A1i - A1s, şi, deoarece temperatura ti se află în acest interval, în care este posibilă grafitizarea parţială sau totală a

description

tratament termic

Transcript of Tratamentele Termice de Recoacere

Page 1: Tratamentele Termice de Recoacere

Tratamentele termice de recoacere de grafitizareTratamentele termice de recoacere de grafitizare (RG) se aplică pieselorturnate din fonte (cu sau fără grafit în structură) şi au ca scop principaldeclanşarea şi realizarea unor procese de grafitizare controlată (generarea şi/saudezvoltarea formaţiunilor de grafit prin transformarea cementitei).ELEMENTE DE ŞTIINŢA ŞI INGINERIA MATERIALELOR268Recoacerile de maleabilizare (RM), prin care piesele turnate din fontealbe capătă structură de fonte maleabile (cu grafit sub formă de aglomerări saucuiburi) sunt principalele tipuri de RG şi au fost descrise detaliat în scap. 4.5.In afară de RM, se mai aplică următoarele variante de RG:* la piesele din fonte cenuşii sau modificate (cu grafit lamelar saunodular) care au după turnare structuri de fonte pestriţe (v. scap. 4.6) se aplică oRG constând din încălzirea la ti = 850…950 oC > A1, menţinerea la aceastătemperatură o durată m = 1…5 ore (pentru transformarea cementitei în grafitprintr-un proces asemănător celui care are loc la RM, dar accelerat de prezenţasiliciului în compoziţia fontelor) şi răcirea cu o viteză convenabilă obţinerii unorstructuri ferito - perlitice sau perlitice ale masei metalice de bază a pieselor tratate,cu caracteristici bune de rezistenţă mecanică şi tenacitate;* la piesele turnate din fonte modificate cu grafit nodular ferito-perliticesau perlitice se aplică o RG constând din încălzirea la ti = 670…720oC,menţinerea la această temperatură o durată m = 1…5 ore şi răcirea în cuptor sauîn aer; conform celor arătate în scap. 5.1.4, în cazul acestor aliaje transformareaeutectoidă are loc într-un interval de temperaturi A1i - A1s, şi, deoarece temperatura tise află în acest interval, în care este posibilă grafitizarea parţială sau totală acementitei din perlită, prin aplicarea acestui tratament se micşorează conţinutulprocentual de perlită al structurii şi cresc caracteristicile de plasticitate şitenacitate ale pieselor (diminuându-se însă caracteristicile de rezistenţă mecanică).6.4. Călirea martensitică6.4.1. Parametrii de regim şi condiţiile de aplicareTratamentul termic de călire martensitică (C) se aplică cu precăderepieselor din oţeluri (putându-se aplica însă, uneori, şi la piesele din fonte) şiconstă din încălzirea acestora peste temperatura corespunzătoare unuia din

Page 2: Tratamentele Termice de Recoacere

punctele critice de transformare în stare solidă ale materialului din care suntconfecţionate, menţinerea un anumit timp la această temperatură şi apoi răcirea cuo viteză vr vrc (v. scap. 5.2.2), în scopul obţinerii unei structuri martensitice (înafară de echilibru), cu anumite proprietăţi fizice, mecanice şi tehnologice.Realizarea corectă a călirii necesită stabilirea corespunzătoare aprincipalilor parametri de regim (ti, vi, m şi vr) şi a condiţiilor de desfăşurare aacestui tratament:A. În cazul pieselor din oţeluri hipoeutectoide, temperatura de încălzirecare asigură obţinerea unei structuri cu austenită omogenă şi granulaţie fină, ce setransformă prin răcire rapidă într-o structură de călire cu martensită fină şiCapitolul 6 Tratamentele termice la oţeluri şi fonte269cantităţi neglijabile de austenită reziduală, favorabilă aplicării eficiente a TTulterior de revenire, este ti = A3 + 30…50 oC (călire completă). Dacă încălzirease face la o temperatură ti, astfel încât A1 ti A3 (călire incompletă), se obţineo structură cu austenită şi ferită, ce se transformă prin răcire rapidă într-o structurăde călire cu martensită (dură şi fragilă), austenită reziduală şi ferită (moale şitenace). O astfel de structură are duritate insuficientă şi conduce la obţinerea unorstructuri nefavorabile, cu caracteristici mecanice necorespunzătoare, dupătratamentul termic de revenire ce se aplică ulterior călirii. Dacă încălzirea se facela ti A3 (călire cu supraînălzire), se obţine o structură cu austenită omogenăgrosolană, ce se transformă prin răcire rapidă într-o structură de călire cumartensită aciculară grosolană şi austenită reziduală în cantitate mare, avândduritate necorespunzătoare şi o mare tendinţă spre fisurare.În cazul pieselor din oţeluri hipereutectoide, temperatura de încălzire învederea călirii se adoptă ti = Al + 30…50 oC (călire incompletă). Structuraobţinută prin călirea pieselor din astfel de oţeluri de la această temperatură vaconţine martensită, cementită secundară şi austenită reziduală. Prezenţa cementiteisecundare (constituent cu duritatea mai mare decât a martensitei) conduce lacreşterea durităţii pieselor călite şi îmbunătăţirea unor proprietăţi ale acestora (de

Page 3: Tratamentele Termice de Recoacere

exemplu, se măreşte rezistenţa la uzare). Această influenţă pozitivă se manifestăînsă numai în cazul în care cementita secundară este globulizată în prealabil prinaplicarea unei RGC sau a unui tratament termic complex ,de tipul N + RGC.Incălzirea pieselor din oţeluri hipereutectoide la ti Acem (călire completă) nu esteindicată, deoarece favorizează creşterea granulaţiei austenitice, determinândobţinerea unei structuri finale cu martensită grosolană şi multă austenită reziduală(cu proprietăţi mecanice necorespunzătoare) şi crează posibilitatea ca, la răcire, săfie generate tensiuni reziduale cu intensităţi ridicate, care pot produce deformareasau fisurarea pieselor călite.Argumentele anterior prezentate conduc la definirea domeniuluitemperaturilor optime de încălzire a pieselor din oţeluri în vederea aplicării călirii,indicat în figura 6.8.B. Viteza de încălzire vi a pieselor din oţeluri în vederea C este limitatăsuperior de o valoare admisibilă vad, ce reprezintă viteza de încălzire maximăpentru care tensiunile reziduale, generate de încălzirea neuniformă a secţiuniipieselor, nu produc fisuri sau deformaţii nepermise ale acestora. Pentru realizareaC în condiţii optime din punct de vedere tehnico-economic este necesar cavaloarea vitezei de încălzire a pieselor în agregatul (cuptorul) folosit în acest scopsă fie inferioară vitezei admisibile vad (obţinerea unor piese de calitate dupătratament), dar cât mai apropiată de aceasta (realizarea tratamentului în condiţiileunei bune productivităţi).ELEMENTE DE ŞTIINŢA ŞI INGINERIA MATERIALELOR270Fig. 6.8. Domeniul temperaturilor de încălzire pentru călirea martensitică a oţelurilorC. Durata m a menţinerii la ti trebuie să fie suficient de mare pentruasigurarea finalizării transformărilor structurale la încălzire (obţinerea uneiaustenite omogene) şi uniformizarea temperaturii în masa pieselor supuse TT; înmod obişnuit, m 5…10 min.D. In timpul desfăşurării etapelor de încălzire şi menţinere pot avea locreacţii chimice între componentele oţelului din care sunt confecţionate piesele şicomponentele atmosferei cuptorului, cele mai defavorabile efecte ale acestora

Page 4: Tratamentele Termice de Recoacere

fiind oxidarea şi decarburarea superficială a pieselor tratate. Pentru prevenireadesfăşurării acestor procese şi a efectelor lor negative asupra calităţii pieselortratate, se pot lua următoarele măsuri tehnologice: a) folosirea cuptoarelor cuatmosferă controlată (protectoare); b) realizarea etapelor de încălzire şimenţinere în băi de săruri topite; c) împachetarea pieselor în medii cu conţinutridicat de carbon (de exemplu, aşchii de fontă).E. Obţinerea structurilor corespunzătoare după tratamentul termic de călireeste influenţată în mod deosebit de mediul în care are loc ultima etapă atratamentului, răcirea. Condiţiile de răcire la călire se stabilesc pe bazaurmătoarelor criterii: a) asigurarea unei viteze de răcire vr vrc, b) asigurareaunei anumite adâncimi de pătrundere a călirii în secţiunea pieselor; c) asigurareaunor valori reduse şi a unei repartiţii convenabile a tensiunilor reziduale ce aparla răcire, astfel încât să nu se producă deformaţii inadmisibile sau fisurări alepieselor. Tinând seama de aceste criterii s-a ajuns la concluzia că un mediu derăcire ideal ar trebui să asigure o viteză mare de răcire în intervalul corespunzătortemperaturii tMC (pentru preîntâmpinarea transformărilor cu difuzie) şi o vitezăredusă în rest (pentru ca tensiunile reziduale generate de procesul de călire să aibăCapitolul 6 Tratamentele termice la oţeluri şi fonte271intensităţi minime). Diferitele medii lichide utilizate în practică pentru călireapieselor (apă, ulei, soluţii de săruri sau alcalii, topituri de săruri etc.),corespund, în general, condiţiilor expuse mai sus (v. aplicaţia A.5.5), procesul derăcire a pieselor în astfel de medii având trei etape distincte:* etapa iniţială, în care viteza de răcire este mică, deoarece transferul decăldură de la piese la mediul de răcire este frânat de formarea unei pelicule devapori (cu conductibilitate termică scăzută) în jurul pieselor;* etapa răcirii accelerate, în care se produce fierberea intensă a mediuluide răcire din jurul pieselor şi viteza de răcire a pieselor creşte pronunţat, datorităspargerii peliculei de vapori de la suprafaţa pieselor şi consumului mare de

Page 5: Tratamentele Termice de Recoacere

căldură care însoţeşte procesul de vaporizare a mediului de răcire (caracterizatprin valori mari ale căldurii latente de vaporizare);* etapa finală, în care mediul de răcire are temperatura sub punctul său defierbere şi viteza de răcire se diminuează considerabil, transferul de căldură de lapiese la mediul de răcire realizându-se numai prin convecţie.Fiecare mediu de călire are propriile caracteristici de comportare înprocesul de răcire. Astfel, la răcirea în apă se formează în jurul pieselor pelicule devapori de mare stabilitate şi piesele se răcesc cu viteze relativ reduse în vecinătateatemperaturii tMC (mărind riscul iniţierii transformării austenitei prin mecanismul cudifuzie), în timp ce în zona vecină temperaturii Ms vitezele de răcire sunt mari şi exităposibilitatea generării în piese a unor tensiuni reziduale de intensităţi ridicate.Folosirea ca mediu de călire a soluţiilor de săruri în apă elimină aproape totalneajunsurile evidenţiate în cazul apei, deoarece la răcirea pieselor în astfel de mediipeliculele de vapori ce se formează în etapa iniţială se sparg uşor, permiţândasigurarea unor viteze mari de răcire în vecinătatea temperaturii tMC, iar în vecinătateatemperaturii Ms produc răcirea pieselor cu viteze mai reduse, ce diminuează risculapariţiei în piese a unor tensiuni reziduale de intensităţi ridicate. Uleiul este, deasemenea, un mediu de călire convenabil, deoarece răceşte bine în vecinătateatemperaturii tMC şi, având punctul de fierbere ridicat, asigură viteze de răcire reduseîn vecinătatea temperaturii Ms, diminuând astfel pericolul generării în piesele călite aunor tensiuni reziduale de intensităţi mari; uleiul prezintă însă dezavantajul de a fi unmediu uşor inflamabil şi care îşi măreşte vâscozitatea (se degradează) în urmafolosirii sale repetate ca mediu de călire.6.4.2. Comportarea la călire a oţelurilorLa răcirea unei piese într-un anumit mediu, vitezele de răcire în diferitezone ale secţiunii sale sunt diferite, în zonele situate către suprafaţă vitezele derăcire fiind mai mari decât cele realizate în miezul piesei. Ca urmare, la călire sunt

Page 6: Tratamentele Termice de Recoacere

posibile cele două situaţii sugerate în figura 6.9: a) vr vrc în toată secţiunea pieseiELEMENTE DE ŞTIINŢA ŞI INGINERIA MATERIALELOR272(piesa se căleşte integral sau pătruns) şi b) vr vrc numai într-o zonă de lasuprafaţa piesei (efectul călirii se manifestă numai în această zonă şi piesa secăleşte parţial, în miez formându-se structurile tipice transformării austenitei prinmecanismul cu difuzie – sorbită, troostită −sau prin mecanismul intermediar –bainită). Situaţia realizată −într-un caz concret de aplicare a C −este determinatăde proprietăţile mediului de răcire, de caracteristicile fizico - chimice şi structuraleale oţelului tratat şi de parametrii dimensionali ai piesei tratate. Comportarea lacălire a unui oţel poate fi exprimată sintetic prin definirea a două proprietăţitehnologice: a) capacitatea de călire şi b) călibilitatea.Capacitatea de călire este o proprietate tehnologică ce descrie aptitudineaunui oţel de a-şi mări duritatea prin călire. Tinând seama de aspectele prezentate înscap. 5.2.2 rezultă că, această proprietate este determinată în principal deconţinutul (concentraţia) de carbon al oţelului şi poate fi exprimată cantitativ prinvaloarea durităţii martensitei obţinute la călire HM.Călibilitatea este o proprietate tehnologică ce descrie aptitudinea unuioţel de a se căli pe o anumită adâncime. Călibilitatea unui oţel, care este directdeterminată de mărimea vitezei vrc (aşa cum rezultă examinând fig. 6.9), esteinfluenţată de următorii factori:* conţinuturile de carbon şi de elemente de aliere (creşterea concentraţieimasice de carbon şi/sau prezenţa în compoziţia oţelurilor a elementelor de aliere –cu excepţia Co – asigură micşorarea vrc şi mărirea călibilităţii);* gradul de omogenitate al austenitei supuse călirii (dacă austenitaobţinută în etapele de încălzire şi menţinere a oţelului la ti este omogenă, tendinţasa de transformare la răcire prin mecanismul cu difuzie este mai scăzută şicălibilitatea este mai mare);Fig. 6.9. Influenţele vitezei de răcire şi dimensiunilor pieselor asupra adâncimii de călireCapitolul 6 Tratamentele termice la oţeluri şi fonte273* dimensiunile cristalelor de austenită reale (dacă cristalele de austenităreale, obţinute după etapele de încălzire şi menţinere a oţelului la ti, au dimensiuni

Page 7: Tratamentele Termice de Recoacere

mari, tendinţa de transformare la răcire a austenitei prin mecanismul cu difuzieeste mai scăzută şi călibilitatea oţelului este mai ridicată);* conţinuturile de impurităţi şi/sau de incluziuni nemetalice (prezenţa înoţel a impurităţilor şi/sau incluziunilor nemetalice accelerează desfăşurareatransformării la răcire prin mecanismele bazate pe difuzie şi determină creştereavalorii vrc şi diminuarea călibilităţii).Pentru determinarea călibilităţii oţelurilor se foloseşte metoda Jominysau metoda răcirii (călirii) frontale (reglementată prin STAS 4930), a căreiaplicare necesită parcurgerea următoarelor etape:* realizarea unei epruvete cu forma şi dimensiunile prezentate în figura 6.10;* încălzirea şi menţinerea epruvetei la temperatura de călire corespunzătoareoţelului din care este confecţionată; în timpul acestei etape nu trebuie să se producăfenomene de decarburare, oxidare sau carburare superficială a epruvetei şi, caurmare, încălzirea acesteia se face într-un cuptor cu atmosferă controlată neutrăsau într-un cuptor obişnuit, epruveta fiind ambalată într-o cutie din tablă de oţel şiîmpachetată într-un mediu reducător de oxizi (praf de grafit sau aşchii de fontă);* răcirea completă a epruvetei, într-un dispozitiv special, prin proiectarea unuijet de apă rece asupra feţei sale frontale inferioare, aşa cum se arată în figura 6.11;Fig. 6.10. Epruveta pentrudeterminarea călibilităţii oţelurilorprin metoda răcirii frontaleFig. 6.11. Dispozitivul folosit la răcirea frontală a epruvetelorpentru determinarea călibilităţii oţelurilor:1 - suportul epruvetei; 2 - epruveta; 3 - ajutajul de suprascurgere;4 - conducta de alimentare cu apă; 5 - rezervorul tampon;6 - robinetul de comandă; 7 - ajutajul de răcire frontală;8 rezervorul de evacuare* polizarea epruvetei în lungul unei generatoare şi determinarea prinmăsurători a curbei de variaţie a durităţii HC în funcţie de distanţa de la capătulrăcit frontal l, numită curbă de călibilitate (v. fig. 6.12);* stabilirea abscisei lSM a punctului, de pe curba HC = f(l), având caELEMENTE DE ŞTIINŢA ŞI INGINERIA MATERIALELOR274ordonată duritatea structurii semimartensitice (conţinând 50% M) HSM; lSMreprezintă caracteristica principală de călibilitate a oţelului analizat.În mod obişnuit, pentru fiecare marcă de oţel (tip de oţel, având

Page 8: Tratamentele Termice de Recoacere

caracteristicile de compoziţie chimică definite prin precizarea valorilor nominalepentru concentraţia masică a fiecărei componente şi prescrierea abateriloradmisibile ale concentraţiei masice a fiecărei componente faţă de valoareanominală) se stabileşte de către producători banda de călibilitate, adicădomeniul în care se încadrează curbele de călibilitate ale tuturor şarjelor ce sepot elabora din marca respectivă de oţel (v. fig. 6.13). În aceste condiţii,verificarea călibilităţii unui oţel prin metoda răcirii (călirii) frontale se face maisimplu, controlând, cu ajutorul unui indice de călibilitate J, dacă curba decălibilitate a şarjei se încadrează în banda de călibilitate a mărcii de oţel;indicele J se poate prescrie în următoarele forme (v. fig. 6.13):a) prin precizarea unui interval li;ls, de încadrare al distanţei l, în caretrebuie să se înregistreze o anumită valoare prescrisă a durităţii HC; de exemplu,indicele de călibilitate J 10/18 – 45 arată că la verificarea călibilităţii este necesarca pentru l ∈10 mm; 18 mmsă se obţină o valoare a durităţii HC 45 HRC;b) prin precizarea unei distanţe l, la care trebuie să se înregistreze valoriale durităţii într-un anumit interval prescris HCi;HCs; de exemplu, indicele decălibilitate J 8 – 50/55 arată că la verificarea călibilităţii este necesar ca la distanţal 8 mm să se obţină valori ale durităţii HC ∈50 HRC; 55 HRC.Fig. 6.12. Determinarea curbei decălibilitate a unei şarje de oţelFig. 6.13. Prescrierea călibilităţii oţelurilor cu ajutorulbenzii de călibilitate şi a indicelui de călibilitate.Un alt aspect care trebuie luat în considerare la efectuarea tratamentuluitermic de călire martensitică la piesele din oţeluri este generarea (apariţia)tensiunilor mecanice reziduale. Datorită răcirii pieselor cu viteză mare (vr vrc),în timpul călirii se generează în acestea două tipuri de tensiuni reziduale:Capitolul 6 Tratamentele termice la oţeluri şi fonte275a) tensiuni reziduale de natură termică, produse datorită răciriineuniforme a pieselor; la introducerea pieselor în mediul de răcire folosit la călire,stratul superficial al acestora se răceşte mai rapid decât miezul şi apar tensiuni decompresiune în miez şi tensiuni de întindere în stratul superficial, în timp ce spresfârşitul răcirii, când şi temperatura miezului scade considerabil, situaţia seinversează, în stratul superficial generându-se tensiuni de compresiune, iar în

Page 9: Tratamentele Termice de Recoacere

miezul pieselor călite – tensiuni de întindere;b) tensiuni reziduale de natură structurală, produse datorită realizăriinesimultane a transformărilor structurale în masa pieselor călite; la începutulrăcirii în vederea călirii, în stratul superficial al pieselor se produce transformareaaustenitei în martensită (însoţită de o creştere de volum) şi se generează tensiunide întindere în miez şi tensiuni de compresiune în stratul superficial, în timp cespre sfârşitul răcirii, când temperatura miezului scade considerabil, situaţia sepoate schimba, funcţie de mecanismul producerii transformărilor structurale înaceastă zonă a pieselor (de exemplu, dacă piesa se căleşte pătruns, la sfârşitulrăcirii se formează în miezul pieselor martensită tetragonală şi se genereazătensiuni de întindere în stratul superficial şi tensiuni de compresiune în miez).Evident, ţinând seama de cele prezentate mai sus, câmpul de tensiunimecanice reziduale care există în piesele din oţeluri după călirea martensiticăcorespunde suprapunerii (cumulării) celor două tipuri de tensiuni şi în cazul cândacest câmp se caracterizează prin intensităţi mari ale tensiunilor de întindere sepot produce în piesele călite fenomene de deformare excesivă sau fisurare; caurmare, la aplicarea TT de călire martensitică trebuie aleşi parametrii de regim (înspecial cei corespunzători realizării etapei de răcire) corespunzători evităriiacestor fenomene nedorite.6.4.3. Procedeele tehnologice de realizare a călirii martensiticeIn practică, pentru realizarea C la piesele din oţeluri, se pot utiliza maimulte procedee tehnologice;6.4.3.1. Călirea într-un singur mediu; deoarece nici unul din mediile derăcire utilizate în practică nu asigură integral condiţiile de răcire corespunzătoaremediului ideal, la călirea prin acest procedeu vitezele de răcire în domeniultransformării martensitice sunt mari, tensiunile reziduale create ating intensităţiridicate şi există pericolul deformării sau fisurării pieselor tratate; datorită acestorparticularităţi, călirea într-un singur mediu se aplică la piesele cu configuraţie simplă,

Page 10: Tratamentele Termice de Recoacere

fără variaţii mari de diametru sau grosime şi fără detalii (orificii, crestături etc.) cuefect de concentrator de tensiuni. Diagrama C prin acest procedeu la o piesă din oţelhipoeutectoid este prezentată în figura 6.14.ELEMENTE DE ŞTIINŢA ŞI INGINERIA MATERIALELOR276Fig. 6.14. Diagrama tratatamentului termic de călire într-un singur mediu6.4.3.2. Călirea în două medii sau călirea întreruptă; acest procedeu seutilizează pentru C pieselor şi sculelor din oţeluri nealiate hipereutectoide. Înacest caz, piesele sunt mai întâi răcite rapid în apă, până la o temperatură t tMC şiapoi sunt transferate într-un alt mediu (ulei sau aer), care asigură răcirea lor lentăîn domeniul transformării martensitice, diminuându-se astfel pericolul deformăriisau fisurării pieselor călite. Diagrama C prin acest procedeu este prezentată înfigura 6.15.Fig. 6.15. Diagrama tratatamentului termic de călire întreruptă6.4.3.3. Călirea în trepte (martempering); acest procedeu se foloseştepentru C sculelor şi pieselor de maşini confecţionate din oţeluri aliate, cucaracteristici de călibilitate ridicate. In acest caz, răcirea pieselor se realizează întrei etape: a) răcirea de la temperatura ti la temperatura tiz = Ms + 20…30 oC, în băide săruri topite, b) menţinerea la temperatura tiz până la egalizarea temperaturii peCapitolul 6 Tratamentele termice la oţeluri şi fonte277secţiunea pieselor (fără a se permite însă începerea transformării austenitei înbainită) şi c) răcirea în ulei sau aer până la temperatura ambiantă. Diagrama C prinacest procedeu este prezentată în figura 6.16.Fig. 6.16. Diagrama tratatamentului termic de călire în trepte6.4.3.4. Călirea izotermă bainitică (austempering); are acelaşi domeniude aplicare şi se realizează la fel ca şi călirea în trepte, cu deosebirea cămenţinerea la temperatura tiz = Ms + 20…30 oC se extinde până la transformareacompletă a austenitei în bainită. Structura pieselor sau sculelor din oţeluri căliteprin acest procedeu este formată din bainită şi se caracterizează prin rezistenţă

Page 11: Tratamentele Termice de Recoacere

mecanică ridicată, tenacitate bună şi tendinţă de fisurare redusă. Diagrama C prinacest procedeu este prezentată în figura 6.17.Fig. 6.17. Diagrama tratatamentului termic de călire izotermă bainitică6.4.3.5. Călirea la temperaturi scăzute (călirea sub 0 oC); se aplică lapiesele sau sculele din oţeluri cu conţinut ridicat de carbon sau aliate, la caretemperatura Mf este situată sub 0 oC (v. fig. 5.8). Prin aplicarea acestui procedeuse realizează transformarea aproape completă a austenitei reziduale în martensită,ELEMENTE DE ŞTIINŢA ŞI INGINERIA MATERIALELOR278asigurându-se stabilizarea dimensională şi creşterea durităţii pieselor sau sculelortratate; procedeul este indicat pentru C pieselor tratate termochimic, rulmenţilor,instrumentelor de măsurare, sculelor speciale etc. Etapa de răcire a pieselor laaplicarea acestui procedeu se conduce în felul următor: a) se răcesc piesele dela ti, până la temperatura ambiantă, într-un mediu adecvat (apă, ulei, soluţii desăruri etc.); b) se răcesc piesele de la temperatura ambiantă până la otemperatură tco Mf (de obicei, tco = −40…−80 oC), în refrigeratoare (criostate)speciale, se menţin un timp scurt (10…20 min) la această temperatură şi sunt apoireaduse la temperatura ambiantă. Trebuie menţionat că, durata menţinerii pieselorla temperatura ambiantă, înainte de răcirea la tcoMf , nu trebuie să depăşească 30min, deoarece, în caz contrar, austenita se stabilizează şi nu se mai transformă înmartensită la răcirea ulterioară. Diagrama C prin acest procedeu este prezentată înfigura 6.18.Fig. 6.18.