1

CURS 6 Cuprins

2.5.3.4. Cristalizarea oelurilor 2.5.3.5. Cristalizarea fontelor albe 2.5.3.6. Cristalizarea aliajelor din diagrama de echilibru stabil

Fe-grafit 2.5.4. Oeluri

2.5.4.1. Definirea i clasificarea oelurilor

2.5.3.4. Cristalizarea oelurilor. In raport cu punctul S (0,77% C) din diagrama de echilibru (punctul eutectoid), oelurile se mpart n: - oeluri hipoeutectoide (C < 0,77%), cu structura alctuit din ferit i perlit, procentul de perlit crescnd proporional cu creterea coninutului de carbon; - oeluri eutectoide (C = 0,77%), cu structura alctuit numai din perlit; - oeluri hipereutectoide (0,77% < C 2,11%), care au structura format din perlit i cementit secundar.

Cristalizarea unui oel hipoeutectoid cu 0,010% C. Solidificarea acestui aliaj ncepe n punctul 1 (fig.2.97.a. i 2.98.a.), situat la intersecia dintre verticala de concentraie i sistemul lichidus (linia AB), cu formarea primelor cristale de ferit . Pe msur ce temperatura scade solubilitatea carbonului n lichid se modific dup linia AB a sistemului lichidus, iar solubilitatea carbonului n ferita dup linia AH a sistemului solidus. La temperatura corespunztoare punctului 2 (punctul de intersecie cu linia AH) se termin solidificarea feritei , iar n intervalul 2 3 aceast faz nu sufer nici o transformare. Punctul 3 (punctul

2

a b

Fig.2.97. Diagrama Fe-Fe3C; cristalizarea unui oel hipoeutectoid cu 0,010% C: a) domeniul transformrii peritectice; b) domeniul aliajelor cu coninutul de carbon mai mic de

0,0218%, n intervalul de temperatur 400 950 C. de intersecie dintre verticala de concentraie i linia HN) marcheaz nceputul separrii austenitei din ferita , ca urmare a transformrii alotropice a Fe n Fe; acest proces se termin la temperatura corespunztoare punctului 4 (intersecia cu linia JN), iar n timpul rcirii aliajului n domeniul austenitic (intervalul 4 5) nu se produc transformri importante. In punctul 5 (fig.2.97.a. i 2.98.a.), situat la intersecia dintre verticala de concentraie i linia GS, din austenit ncepe s se separe ferit (proeutectoid), datorit transformrii alotropice a Fe n Fe, proces ce se ncheie n punctului 6 (punctul de intersecie dintre verticala de concentraie i linia GP).

Fig.2.98. Curba de rcire (a) i structura la temperatura ambiant (b)

pentru un oel cu 0,010% C.

a b

1360

1380

1400

1420

1440

1460

1480

1500

1520

1540

T [C] A

F H

L + F2

N

F +

A

J

1

4

1495 C

L + A

B

3

Fe Coninutul de carbon, [%]

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50

L

oel cu 0,010% C

400

500

600

700

800

900

T [C] A G

A +

F P

F

+

Fe3CIII

0,005 0,015 0,025 Coninutul de carbon, [%]

F

oel cu 0,010% C

0,0218

5

6

7A

T

t

3

5

6

1 2

4

7

Cementitteriar (Fe3CIII)

Ferit proeutectoid (F)

3

A +

F 0,0218

O M

Rcirea continu fr transformri pn la temperatura corespunztoare punctului 7 (intersecia dintre verticala de 0,010% C i linia PQ); la temperaturi mai mici dect a punctului 7 (fig.2.97.a. i 2.98.a.) solubilitatea carbonului n ferit scade treptat dup curba PQ, iar carbonul n exces se separ sub form de cementit teriar, proces ce se desfoar pn la temperatura ambiant. La aceast temperatur, structura unui oel cu un coninut de carbon de 0,010% este format din ferit i cementit teriar ce se separ sub form de filme sau mici insule la limitele grunilor de ferit (fig.2.98.b.)

Cristalizarea unui oel hipoeutectoid cu 0,42% C. La temperatura corespunztoare punctului 1 (fig.2.99.), punct situat la intersecia verticalei de 0,42% C cu linia AB (curba lichidus), ncepe solidificarea cu separarea feritei din lichid; prin rcire procesul de solidificare progreseaz cu mrirea cantitii de ferit i micorarea celei de lichid. Coninuturile de carbon ale feritei i ale fazei lichide cresc cu scderea temperaturii dup linia AH, respectiv AB; astfel, pe msur ce temperatura se apropie de temperatura peritectic (1495 C), coninutul de carbon al feritei tinde spre 0,09% C, iar al lichidului 0,53% C.

La temperatura peritectic (punctul 2, fig.2.99.a. i 2.99.b.), sunt n echilibru ferit (cu 0,09% C), lichid (cu 0,53% C) i austenit (cu 0,17% C), iar ntre aceste faze are loc transformarea (reacia) peritectic care se desfoar pn la dispariia feritei ; deci, sub

Fig.2.99. Cristalizarea unui oel hipoeutectoid cu 0,42% C:

a) diagrama Fe-Fe3C (domeniul oelurilor); b) curba de rcire; c) structura la temperatura ambiant.

Perlit (P)

Ferit proeutectoid (F)

c

oel cu 0,42% C

2 1H

N

J

0,77

A

4

B

P S

G

3

A1

A3

Acem

400

T [C]

5

A +

Fe3CII

500

600

800

700

0,50 1,50 Fe 1,00 2,00

900

1000

1100

1200

1400

1300

1500

1600

A

P + Fe3CII

A

F

F + P +

Fe3CIII

12

2'

3

4

T [C]

55'

t Coninutul de de carbon, [%]

a b

P

E