Tratamente trmice si termochimice ale otelurilor

TRATAMENTE TRMICE SI TERMOCHIMICE ALE OTELURILOR

3.1. TRATAMENTE TERMICE

Prin tratament termic al otelurilor se intelege modificarea structurii acestora sub actiunea unei succesiuni de operatii, constand din incalziri si raciri in conditii

determinate , cu scopul de a se realiza anumite proprietat fizico- mecanice.

Tratamentele termice ca procedee tehnologice de aplicare , se disting :

- recoacerea ; calirea ; revenirea .

OBSERVATIE : Otelurile sunt aliajele cu continut total de carbon de 0 . . 1,7 % C

si nu contin in structura lor ledeburita , iar fontele contin de la 1,7 . .6.67 % C.

1.1. RECOACEREA

Recoacerea : Este un tratament termic care consta in incalzirea pana la o

tempertatura anumita , mentinerea la aceasta temperatura , ur-

mata de o racire cu o anumita viteza .

SCOPUL: - inmuierea otelului ;

- usurarea prelucrarii prin aschiere ;

- obtinerea unor anumite proprietati de prlucrare la rece prin

deformare ;

- obtinerea unei anumite structuri ;

- omogenizarea structurii ;

- recristalizarea .

In raport de scopul urmarit se disting urmatoarele tipuri de recoacere :

a) recoacerea complecta : Piesele se incalzesc la o temperatura la care

ferita se transforma total in austenita , se mentin la aceasta teperatura ,

dupa care se face o racire lenta , obtinadu-se o serie de modificari ale

proprietatilor fizico-chimice .

b) recoacerea de normalizare: Se deosebeste de pecedenta prin faptul ca temperatura de incalzire este superioara domeniului de transfor-

mare , urmata de o racire in aer linistit .Prin aceasta se obtine modificarea

grauntilor , uniformizarea structurii si imbunatatirea proprietatilor mecanice .

Se aplica pieselor cu continut mic si mijlociu de carbon , precum si piese-

lor cementate.

c) recoacere de omogenizare : Se efectueaza print-o incalzire a

pieselor la o temperatura cu 423 - 523 K deasupra intervalulu de tran-

formare , mentinerea indelungata la aceasta temperatura , urmata de o ra-

cire in cuptor . Se aplica in special pieselor turnate , cu scopul de a reduce

segregatia si a micsora neomogenitatea chimica a grauntilor de austenita.

d) recoacere izoterma : Se efectueaza printr-o incalzire deasupra

liniei de transformare in austenita , urmata de o mentinere la o tempera-

tura constanta sub linia de transformare . Are ca scop imbunatatirea pro-

prietatilor fizico - chimice ale otelurilor .

e) recoacere de recristalizare : Are ca scop formarea unor noi

cristale cu granulatie fina , in locul cristalelor mari , deformate prin prelu-

crare mecanica la rece , si se realizeaza prin incalzire sub linia de tran-

sformare .

f) recoacere pentru detensionare: Se aplica pieselor din otel pentru

inlaturarea tensiunilor interne provocate de operatii anterioare . Se realizea-

za prin incalzirea lenta sub linia de transformare , dupa care se face racirea

incet .

g) recoacerea de globulizare (recoacere de inmuiere): Are ca

scop obtinerea carburilor sub forma globulara , pentru imbunatatirea pre-

lucrabilitatii prin aschiere sau prin deformare mecanica la rece si obtine-

rea unei anumite structuri in vederea tratamentelor termice ulterioare.

1.2. CALIREA

Calirea: Este tratamentul termic care consta in incalzirea si mentinerea

pieselor la temperaturi peste linia de transformare , dupa care ur-

meaz o racire brusca in medii diferite ( apa , ulei , saramura etc.).

SCOPUL : - transformarea austenitei in martensita si alte structuri

intermediare ;

- obtinerea unor proprietati fizico- mecanice .

Procedee de calire :

a) calire in trepte : Se foloseste pentru piesele de dimensiuni mari ,

pentru evitarea generarii tensiunilor interne si a deformatiilor la calire .

b) calire complecta : Se realizeaza prin incalzirea cu 293 - 303 K

deasupra liniei de transformare , urmata de o racire brusca .

c) calire izoterma : Este calirea care se realizeaza la temperatura

constanta , unde prin alegerea convenabil a temperaturii mediului de racire ,

se obtine structura dorita .

Aceasta calire se aplica pieselor subtiri din otel carbon si chiar

pieselor masive din oteluri aliate .

d) calire superficiala cu flacara : Se aplica in general la piese

mari si consta in durificarea suprafetei de calit prin incalzirea acesteia

cu o flacara , urmata de o racire brusca cu ajutorul unui jet de lichid .

e) calire superficiala prin inductie ( C.I.F.) : Piesa se incalze-

ste numai la suprafata la temperature de calire , aceasta datorita campu-

lui magnetic alternative de inalta frecventa , care actioneaza pe suprafata

de calit , dupa care se raceste brusc .

Procedeul de calire se foloseste la piesele care necesita la exteri-

or duritate , iar la interior un miez tenace (necalit) .

1.3. TRATAMENT LA TEMPERATURI SUB ZERO GRADE

Tratamentul la temperatura sub zero grade se aplica cu scopul

tansformarii totale a austenitei in martensita , la tratarea sculelor din otel

rapid , care le mareste duritatea si rezistenta la uzura .

1.4. REVENIREA

Revenirea : Este un tratament termic care consta in incalzirea piesei la o

anumita temperatura bine stabilita , cu mentinerea la aceasta

temperatura (in general cateva ore), urmata de racire cu vi-

teze diferite , in raport de materialul de calit .

SCOPUL : - transformarea structurii martensitice a pieselor calite intr-o

structura mai stabila ;

- eliminarea sau reducerea tensiunilor interne aparute in

piesele din otel dupa calire ;

- micsorarea fragilitatii ;

- marirea tenacitatii .

Dupa temperature la care se efectueaza ,revenirea este de doua feluri:

a)    revenire inalta : Se efectueaza prin incalzirea piesei la 773-973K,

cu mentinerea la aceasta temperatura ( in general cateva ore ) , urmata

de racirea acesteia :

- cu orice viteza , la otelurile ce nu prezinta fragilitate la revenire ;

- cu viteza marita , in general pentru otelurile aliate .

OBSERVATII : - prin acest tratament se obtine de obicei o structura

ce corespunde organelor de masini ;

- ansamblul de calire si revenire inalta constituie

TRATAMENTUL DE IMBUNATATIRE .

b)    revenire joasa : Se efectueaza la o temperatura joasa : 453 -

523 K , cu mentinerea ca la revenirea inalta si racirea la orice viteza .

Se foloseste la micsorarea tensiunilor interne aparute dupa calire

la piesele supuse cementarii , cianurarii si calirii superficiale .

2. TRATAMENTE TERMOCHIMICE

Tratamentele termochimice constau in modificarea compozitiei chimice

a straturilor superficiale de metal ale pieselor , prin difuziunea unor eleme-

nte (carbon , azot , aluminiu , crom etc.) la temperaturi inalte , cu scopul de a

se obtine o duritate mai mare a suprafetei sau o rezistenta la coroziune si

uzura .

2.1. CEMENTAREA

Consta in imbogatirea stratului superficial al piesei cu carbon.

Cementarea se aplica pieselor din otel cu continut redus de carbon

( 0,1 . 0,25 % ), care trebuie sa aiba miezul tenace , iar suprafta exterioara

dura si rezistenta la uzura . Piesele astfel tratate se supun in continuare

procesului de tratament termic , care face ca exteriorul piesei sa devina

dur, iar miezul sa ramana tenace .

2.2. NITRURAREA

Azotarea consta in saturarea suprafetei piesei cu azot .

Spre deosebire de cementare , dupa nitrurare piesele nu se mai supun

procesului de tratare termic, in vederea calirii . Nitrurarea se preteaza numai

anumitor categorii de oteluri ,cum sunt otelurile crom-aluminiu, crom-vanadiu .

2.3. CIANURAREA

Este tratamentul termochimic prin care suprafata piesei se satureaza

simultan cu carbon si azot . Prin ceanurare se urmareste imbunatatirea

proprietatile mecanice si in special a rezistentei la uzura .

2.4. ALUMINIZAREA

Este tratamentul termochimic prin care aluminiul activ se difuzeaza in

stratul superficial al piesei , in vederea imbunatatirii proprietatilor mecanice,

si in special rezistenta la uzura .