Scrigroup - Documente si articole

     

HomeDocumenteUploadResurseAlte limbi doc
AstronomieBiofizicaBiologieBotanicaCartiChimieCopii
Educatie civicaFabule ghicitoriFizicaGramaticaJocLiteratura romanaLogica
MatematicaPoeziiPsihologie psihiatrieSociologie


TRATAMENTE TERMICE - Recoacerea pentru recristalizare

Fizica



+ Font mai mare | - Font mai mic



Recoacerea pentru recristalizare

Recoacerea pentru recristalizare (fara transformare de faza) se aplica produselor metalice prelucrate prin deformare plastica la rece cu scopul refacerii plasticitatii materialelor prin eliminarea partiala sau totala a starii de ecruisare. Aceasta stare se caracterizeaza prin modificari structurale (cresterea densitatii de dislocatii, alungirea grauntilor, micsorarea dimensiunilor blocurilor in mozaic, marirea unghiului de dezorientare al acestora), care conduc la marirea caracteristicilor mecanice (Rm, Rp02 si HB), a rezistivitatii electrice (re si a fortei coercitive (Hc), precum si la scaderea plasticitatii (A5) si a permeabilitatii maxime magnetice (max), conform figurii 2.3, a, si chiar a rezistentei la coroziune.



Prin incalzire creste mobilitatea atomilor si difuzia acestora, precum si a vacantelor si, partal, a dislocatiilor, astfel ca are loc reducerea tensiunilor de ordinul I, II si III (partial), acest prim stadiu numindu-se restaurare sau relaxare (fig.2.3, b).

Pentru inlaturarea ecruisarii, respectiv cresterea plasticitatii, produsele se incalzesc peste temperatura sau pragul de recristalizare, care se poate aproxima in functie de temperatura de topire (0,35 -0,55 din temperatura de topire)

Incalzind peste temperatura de recristalizare are loc un process de formare de graunti noi (poliedrici) la marginea grauntilor initiali deformati, care ,treptat, ii inlocuiesc pe acestia si incep sa creasca dupa o perioada de mentinere , perioada      care este cu atat mai mica cu cat gradul de deformare si temperatura sunt mai mari .

Inlocuirea completa a grauntilor deformati din structura cu altii noi (nedeformati) evidentiaza sfarsitul celui de-al doilea stadiu , cel de recristalizare primara.

Dimensiunea grauntilor rezultati la sfarsitul acestui stadiu depinde de gradul de deformare si de viteza de incalzire , si anume: cu cit valoarea acestora este mai mare cu atat dimensiunea grauntilor este mai mica. La anumite grade de deformare (ε) critice (510% si 7090%), grauntele creste foarte rapid , astfel ca piesele cu asemenea grade se supun unei recoaceri de detensionare sau chiar unei normalizari in locul recoacerii de recristalizare.

Marirea duratei de mentinere la temperatura de recoacere duce, de asemenea , la cresterea dimensiunii grauntilor . Totodata , se inlatura imperfectiunile retelei cristaline, scade densitatea de dislocatii etc.,crescand plasticitatea , respectiv deformabilitatea materialului produsului metalic. In figura 2.4 se reprezinta influenta temperaturii , duratei de recoacere si gradul de deformare asupra marimii grauntelui recristalizat. La temperaturi mult superioare celei de recristalizare are loc o crestere in continuare a grauntilor si o modificare accentuata de proprietati (scad caracteristicile mecanice si creste plasticitatea), care se inrautatesc la o crestere exagerata a temperaturii de recoacere sau a duratei de mentinere , datorita producerii unei oxidari intercristaline si, uneori , a unor topiri locale ale impuritatilor existente la marginea grauntilor.

 


1 Recoacerea pentru recristalizarea produselor din otel

Semifabricatele obtinute prin laminare sub forma de benzi, bare, tevi si sarme sau prin tragere ori trefilare, precum si produsele rezultate prin operatii de indoire sau ambutisare la rece se supun recoacerii de recristalizare, tratament care se face inainte, intre sau dupa deformarea plastica, in functie de necesitati (solicitari).

Recoacerea de recristalizare a otelurilor moi (cu continut scazut de carbon) si slab aliate se efectueaza la 580 680 C , timp de 0.5 4 h (timpul scade cu cresterea temperaturii). Temperatura de incalzire pentru otelurile inoxidabile feritice si ferito-martensitice este de 800 850 ˚C , iar pentru cele austenitice de 1050 1150 ˚C (la aceste temperaturi foarte ridicate, simultan cu recristalizarea masei de baza are loc si dizolvarea fazelor secundare precipitate la marginea grauntilor, rezultand ulterior, prin racire rapida in apa, o austenita cu graunti recristalizati, fini si uniformi, fara separatii intercristaline, care ar micsora rezistenta la coroziune).

Piesele indoite si ambutisate, avand deformare neuniforma, se supun unei recoaceri partiale prin incalzirea zonelor deformate in bai de saruri sau cu curenti de inductie, iar in situatia ca recoacerea partiala nu se poate astfel realiza si gradul de deformare este sub 20% se aplica o normalizare la 900 950˚C , care regenereaza complet structura la ferita fina.

Pentru evitarea oxidarii nedorite a suprafetelor produselor din otel supuse recristalizarii, se recomanda incalzirea in instalatii cu vid sau cu atmosfera controlata, in bai de saruri sau impachetarea lor in span de fonta, in carbune etc., ori acoperirea cu paste protectoare.

Durata de mentinere la recristalizarea otelurilor moi este de 30 60 min., iar la cele cu continut mai ridicat de 2 ore.

Racirea produselor recoapte se face, de regula in aer, insa cele din oteluri moi se supun imediat deformarii, deoarece exista riscul imbatranirii naturale ( durificari prin aparitia unei retele de cementita tertiala).

Din punct de vedere structural, specific otelurilor cu continut scazut de carbon este recristalizarea feritei, iar la otelurile cu continut mai ridicat de carbon se urmareste globulizarea cementitei perlitice.

2.3. Recoacerea pentru omogenizare

In conditile solidificarii reale (interval mare si viteza ridicata de solidificare, care franeaza difuzia) a pieselor turnate si ale raciri ulterioare, structura materialului nu se gaseste in echilibru chimic, aparand neomogenitati (segregatii) care au forme dentritice (arborescente). Aducerea structurii in echilibru presupune asigurarea unei temperaturi si durate de incalzire, astfel incat difuzia atomilor sa se desfasoare in toata masa piesei. Accelararea difuziei se produce la incalziri pana aproape de linia solidus (cu cca 50 C sub aceasta) si durate de mentinere de ordinul zecilor de ore, in functie de natura aliajului si temperatura aleasa.

2.3.1. Recoacerea pentru omogenizarea produselor din otel

Neomogenitatiile chimice in piesele turnate, indeosebi din oteluri aliate, se prezinta sub forma unor dentrite, centrul dentritei fiind mai bogat in fier si mai sarac in elemente de aliere, iar marginea dendritei (spatiul interdentritic) are o concentratie maxima in elemente de aliere si minima in fier. Gradul de neomogenitate creste odata cu continutul de carbon si cu dimensiunile piesei.

Structura dendritica este cu atat mai pronuntata cu cat peretii piesei sunt mai grosi, ea avand influenta negativa asupra rezistentei la oboseala si asupra tenacitatii pieselor, deoarece in zonele cu concentratii diferite de elemente de aliere se formeaza structuri apropiate de echilibru (ferito-perlitice) in centrul dendritelor si departate de echilibru (perlitice, perlito-bainitice, bainito-martensitice) in spatiile interdendritice.

Pentru aducerea structurii in echilibru chimic, respectiv      pentru eliminarea (atenuarea) segregatilor dendritice si, deci, pentru cresterea valorilor caracteristicilor tehnologice si mecanice (de exploatare), este necesar sa se aplice un tratament termic de recoacere de omogenizare, care consta din incalziri lente (Vi < 100C/h ) si mentineri indelungate ( 15 20 ore) la temperaturi apropiate de cea de topire, in intervalul 10501250 C , urmate de raciri foarte lente (Vr = 30 50C/h) pana sub valoarea punctului critic A1, respectiv la 650 C , apoi in aer.

Incalzirea la temperaturi ridicate este impusa de accelararea difuziei atomilor elementelor de aliere si autodifuziei atomilor de fier. Depasirea duratei de mentinere nu este economica (consum exagerat de energie electrica) si nici nu mai influenteaza semnificativ difuzia care, se stie, este un proces de auto franare.

Prin desfasurarea procesului de difuzie, structura otelului cu segregatii dendritice se omogenizeaza, devenind poliedrica cu margini curbe (ferita si perlita figura 2.5). In figura 2.6 se arata influenta recoacerii de omogenizare asupra rezilientei unui otel aliat de constructie cu granulatie fina, avand 0,18 % C si 1,01 % Mn, comparativ cu starea necoapta (dupa turnare).

Datorita temperaturilor ridicate si duratelor indelungate de mentinere, otelul se supraincalzeste, rezultand o structura cu graunti grosolani de austenita, pe de-o parte, iar pe alta, otelul se decarbureaza la incalzirea in atmosfera obisnuita (aer), acestea constituind principalele dezavantaje ale recoacerii de omogenizare.

Pentru finisarea structurii, dupa recoacerea de omogenizare se aplica fie o recoacere completa, fie o normalizare.

De asemenea, recoacerea de omogenizare este un tratament costisitor ( dureaza peste 50 de ore) si, de aceea, se aplica numai pieselor de mare importanta, care solicita valori ridicate ale rezistentei la oboseala, rezilientei, precum si ale rezistentei la fluaj.

2.4. Recoacerea pentru regenerare

Recoacerea pentru regenerare se aplica produselor din otel obtinute prin turnare, deformare plastica la cald sau prin sudare si are ca scop aducerea structurii in stare de echilibru sau cat mai aproape de aceasta, cu o granulatie cat mai fina si uniforma, pentru imbunatatirea conditiilor de prelucrare anterioara.

Prelucrarile la cald (turnarea,deformarea plastica si sudarea) se efectueaza la temperaturi inalte, astfel ca otelurile au o structura austenitica. Starea austenitei influenteaza mai ales, operatia de deformare plastica, precum si structura finala rezultata dupa terminarea prelucrarilor la cald. Asupra structurii finale importanta primordiala o are marimea grauntelui de austenita, care creste exponential cu temperatura peste Ac3, potrivit figurii 2.7. Otelul turnat are cel mai mare graunte real, urmat de cel sudat (cu graunti neuniformi in ZIT - zona influentata termic) si de cel deformat plastic la cald (marimea grauntelui este data de temperatura de sfarsit de deformare plastica, tSDP). Marimea grauntelui de austenita si viteza de racire ulterioara prelucrarii la cald determina aspectul structurii finale la temperatura ambianta. Astfel, daca produsul se raceste lent (in forme uscate dupa turnare, in gropi de racire dupa deformare la cald sau in cuptor dupa sudare) se obtine o structura de echilibru, dar grosolana. Daca racirea produsului este accelerata (in forme crude dupa turnare si in aer dupa deformare plastica la cald sau dupa sudare), structura rezultata (figura 2.8) are aspect Widmannstatten (graunti grosolani neuniformi distribuiti de perlita cu grad de finete ridicat si separatii aciculare de ferita), cu influente negative asupra caracteristicilor mecanice (ductilitatea) si tehnologice (aschiabilitatea sau calibilitatea). Aceasta structura si cele grosolane trebuie inlaturate, lucru ce se obtine prin aplicarea tratamentului termic de recoacere pentru regenerare care este, de fapt, o recoacere pentru recristalizare cu transformare de faza efectuata in doua etape: incalzirea in domeniul austenitic si racirea lenta (dirijata sau nedirijata) pentru obtinerea structurii de echilibru corespunzatoare calitatii otelului.

Piesele din otel turnate si cele deformate plastic la cald (forjate) din otel hipoeutectoic (0.1 0.5 % C), la care tSDP >> Ac3       si racirea se face in aer, se supun unei recoaceri complete sau normalizarii, in urma carora se corecteaza forma, marimea si distributia grauntilor de ferita si perlita, precum si finetea perlitei (figura 2.9).

Daca deformarea plastica se termina putin peste Ac3 (tSDP > Ac3), forma,marimea si repartitia grauntilor de F si P sunt corespunzatoare, nemaifiind necesara o recoacere. Perlita, insa, poate fi uneori prea fina (dura) si, in acest caz, se recurge la o globulizare partiala a cementitei perlitice, Cep, prin intermediul unei recoaceri incomplete.

Daca deformarea plastica se termina in intervalul Ac3 Acl (Acl < tSDP < Ac3) si racirea se face in aer, ferita proeutectoida separata in prezenta austenitei inca netransformate are o dispunere preferentiala in directia deformarii principale, aparand astfel structuri in benzi, a caror formare este accentuata si de prezenta incluziunilor de sulf si fosfor. Indepartarea acestor structuri in benzi se face printr-o recoacere completa sau prin normalizare.

Parametrii tehnologici (temperatura de incalzire, durata de mentinere si viteza de racire) se determina in functie de tipul recoacerii si de pozitia punctelor critice de transformare (figura 2.10) .

2.4.1. Recoacerea completa

Temperatura de incalzire este cu 30 50 0C peste Ac3 (figura 2.10), iar durata de mentinere (relativ redusa) corespunde celei de uniformizare temperaturii pe sectiune si se determina in functie de marimea piesei.

Racirea este lenta si se face odata cu cuptorul (liber sau dirijat) pentru asigurarea unei viteze de racire vr ≤ 100 0C, pana la cca 600 0C, dupa care se poate continua in aer.

In urma recoacerii complete se obtine o structura cu o proportie mai mare de ferita si perlita mai grosolana (mai moale), duritatea ei fiind de cca 170 HB.

Recoacerea completa se aplica, in general, pieselor forjate si turnate din oteluri aliate si inalt aliate (oteluri inoxidabile martensitice).

2.4.2. Recoacerea izoterma

Recoacerea izoterma se aplica, de regula, produselor din oteluri aliate, la o productie de serie mare si de masa, asigurand aceeasi structura in sectiunea peretelui, indiferent de grosimea acetuia.

Incalzirea si mentinerea se suprapun cu regimurile de recoacere completa, dupa care urmeaza o racire pana sub AC1, unde are loc o mentinere izoterma la 650 680 0C pana la transformarea completa a austenitei in perlita, racirea ulterioara facandu-se direct in aer. (figura 2.10)

Recoacerea izoterma se aplica pieselor forjate sau turnate de diferite dimensiuni si pieselor cu sectiune variabila, care necesita o structura uniforma.

2.4.3. Recoacerea pentru normalizare (normalizarea)

Normalizarea este un caz particular al recoacerii complete, in sensul ca racirea se face mai rapid (in aer, figura 2.10), astfel ca transformarea perlitica se produce la un grad de subracire mai mare si, deci, perlita rezultata este mai fina (mai dura). Este des intalnita in practica industriala datorita duratei scurte de tratament si se aplica, de obicei, ca tratament termic primar si, uneori, ca tratament termic secundar.

a) Normalizarea otelurilor, ca tratament primar, se aplica dupa turnare pentru eliminarea structurii Widmannstatten, dupa deformare plastica la cald (forjare, matritare, indoire, laminare etc.) pentru eliminarea structurilor in benzi, dupa sudare pentru finisarea si uniformizarea structurii in cusatura si in ZIT, dupa tratamente termice incorect executate etc.

Ca tratament termic final, normalizarea se aplica tablelor groase pentru fabricarea, prin sudare, a unor recipienti, vase de presiune etc. Si, apoi, acestora pentru a regenera zona influentata termic (ZIT).

Cand normalizarea se aplica otelurilor cu carbon mai ridicat sau celor slab aliate, la care cantitatea de perlita lamelara fina este mai mare, pentru a asigura o mai buna aschiabilitate, ea este urmata de o revenire inalta care globulizeaza partial cementita perlitica.

Temperatura de incalzire este peste Ac3 cu 50 70 0C, pentru otelurile hipoeutecdoide si peste Ac ccm cu 30 50 0C, pentru otelurile hipereutectoide, iar durata de mentinere se determina in functie de dimensiunile piesei tratate ( de obicei, "ora si tolul" ,adica 1 h/25 mm grosime sau diametru), astfel incat sa se obtina o austenita omogena.

Racirea, in majoritatea cazurilor, se face in aer linistit, iar in cazul pieselor masive si cu forme complexe in aer ventilat (cu circulatie forjata) pana la 600 0C, dupa care se continua lent in cuptor pentru detensionare.

Duritatea rezultata dupa normalizare este mai mare decat ce obtinuta dupa recoacerea completa, ea depinzand de compozitia chimica a otelului si avand valori de pana la 260 HB.

b) Normalizarea fontelor, ca tratament primar, se aplica fie pentru inlaturarea zonelor albe de cementita secundara din suprafata pieselor turnate din fonta cenusie, cand se urmareste descompunerea acesteia si, deci, reducerea duritatii, fie pentru asigurarea continutului minim de carbon legat (0,4 0,5 %) sub forma de Cep in masa de baza a fontelor feritice sau ferito-perlitice in vederea calirii.

Ca tratament secundar, normalizarea se aplica fontelor feritice si ferito-perlitice cu scopul perlitizarii lor (cresterii duritatii si, respectiv, a rezistentei la uzare), precum si fontelor care contin perlita globulara pentru finisarea acesteia.

Temperatura de incalzire este cuprinsa in intervalul 820 920 0C, cea mai ridicata la fontele aliate (fontele cenusii cu grafit lamelar de rezistenta ridicata se incalzesc la 820 870 0C, fontele de rezistenta scazuta la 840 900 0C, iar fontele cu grafit nodular la 870 920 0C). Durata de mentinere este "ora si tolul" (1 h /25 mm dimensiune).

Regimul de normalizare (temperatura si durata) se poate determina in functie de proportia de perlita din structura datorita (Cleg - carbon legat).

Racirea se face, de regula, in aer, iar pentru piese complexe si cu pereti subtiri, in scopul evitarii deformarilor, se face in curent de aer pana la 600 500 0C, dupa care se continua in cuptor (30 50 0C/ h) pentru detensionare

2.5. Recoacerea pentru imbunatatirea aschiabilitatii

Aschiabilitatea sau prelucrabilitatea prin aschiere este o proprietate tehnologica a materialului metalic si exprima comportarea acestuia la prelucararea cu anumite regimuri de aschiere, respectiv detasarea unui volum cat mai mare de aschii pe unitatea de timp, uzarea cat mai redusa a sculelor aschietoare si asigurarea unei calitatii cat mai bune a suprafetei prelucrate ea fiind influentata de caracteristicile structurale ale materialului, care prezinta o anumita duritate. Astfel, materialele prea moi nu se prelucreaza bine, deoarece aschiile se prind de fata de degajare a sculei, influentand negativ calitatea (creste rugozitatea) suprafetei prelucrate iar materialele prea dure se prelucreaza greu, sculele aschietoare uzandu-se puternic, sau nu se pot prelucra. In practica industriala se considera ca un material metalic este prelucrabil prin aschiere daca duritatea sa nu depaseste valoarea de 350 HB.

La alegerea tratamentului termic optim pentru imbunatatirea aschiabilitatii se tine seama de compozitita chimica a materialului si de structura (duritatea ) acestuia.

In continuare se prezinta aspectele de baza ale prelucrabilitatii prin aschiere a grupelor de oteluri si fonte precum si tratamentele termice aferente care amelioreaza aschiabilitatea.

2.5.1. Recoacerea pentru imbunatatirea aschiabilitatii produselor din otel

a) Otelurile extramoi si moi au un continut scazut de carbon (0,1 0,25 %), elemente de aliere sub 2 % si o proportie mare de ferita (70 90 %), compozitie care imprima o duritate scazuta (120 160 HB), respectiv o aschiabilitate redusa (se formeaza asa numitul "tais de depunere" si rezulta o rugozitate mare a suprafetei prelucrate).

Pentru imbunatatirea aschiabilitatii acestor oteluri trebuie redusa plasticitatea si tenacitatea aschiei, acest lucru putandu-se obtine fie la elaborarea otelurilor, fie prin tratament termic.

La elaborarea otelurilor extramoi si moi se recurge la alierea cu elemente chimice (Sulf, Seleniu, Telur sau Plumb) care formeaza incluziuni nemetalice sau metalice ce fragmenteaza aschia, iar la otelurile pentru automate se face alierea cu Fosfor sau Siliciu care se dizolva in ferita, durificand-o.

Tratamentul termic urmareste fragilizarea aschiei prin gresterea granulatiei feritei, modificarea aspectului feritei (de la poliedrica la lamelara sau acirculara) si marirea proportiei de perlita. Tratamentul consta dintr-o normalizare cu supraincalzire sau o recoacere izoterma cu supraincalzire la 950 1050 0C. Racirea dupa normalizare se face in aer ventilat pentru piesele subtiri sau in ulei pentru cele mari. Temperaturile ridicate si racirea fortata inlatura formarea structurilor in benzi. Racirea de la temperatura de recoacere se face in cuptor pana la 650 680 0C, cu o mentinere de 2 3 ore, si apoi in aer, structura omogena obtinuta (ferito-perlitica) asigurand o buna aschiabilitate.

b) Otelurile semidure de imbunatatire, carbon si slab aliate, cu 0,3 0,6 % C si cu proportii aproximativ egale de ferita si perlita au o aschiabilitate satisfacatoare nemaifiind necesar un anumit tratament termic, insa, atunci cand se urmareste marirea productivitatii si ridicarea calitatii suprafetei prelucrate se aplica pentru otelurile cu 0,3 0,4 % C o normalizare cu supraincalzire pentru distrugerea structurilor in benzi, iar pentru cele cu 0,4 0,6 % C o recoacere completa (recristalizare totala) sau o recoacere incompleta la 750 760 0C, mentinere de 1 2 ore si racire cu 20 30 % 0C/h pana la 600 0C (recritalizare partiala), cu trecere in aer.

c) Otelurile dure, cu carbon ridicat (0,6 1,3 %) nealiate sau aliate sunt destinate fabricatiei de arcuri si alte elemente elastice, de rulmenti si scule diverse (aschietoare, de presare la rece, de masurare si verificare etc.). Constituentul predominant in structura semifabricatelor deformate la cald (forjate sau laminate) este perlita lamelara fina cu o duritate de peste 280 HB, care ingreuneaza aschierea (la cele cu peste 0,8 % C apar cementita secundara sau carburi, duritatea fiind si mai mare, aschierea este practic imposibila).

Aschiabilitatea acestor oteluri este imbunatatita prin globulizarea perlitei, aplicandu-se tratamentul termic de recoacere pentru globulizare sau pentru inmuiere (perlita globulara are duritatea sub 220 HB).

Globulizarea perlitei se poate realiza in doua variante de tratament termic, recoacerea pentru globulizare subcritica (revenirea inalta) si recoacerea pentru globulizarea intercritica (recoacerea incompleta), figura 2.11.

Recoacerea pentru globulizarea subcritica (revenirea inalta) figura 2.11,a , se efectueaza la temperaturi de 650 680 0C (sub Ac1), mentinerea este de 6 12 ore, timp in care lamelele de cementita din perlita se fragmenteaza si se coaguleaza in globule fine, dupa care racirea se face in cuptor sau in aer.

Tratamentul se aplica otelurilor cu tendinta pronuntata de decarburare (otelurile pentru arcuri).

Recoacerea pentru globulizare intercritica (recoacere incompleta), figura 2.11 b, se face la temperaturi peste Acl cu 50 70 0C, ceva mai ridicata pentru otelurile aliate, cu o mentinere de minimum 4 ore, in functie de marimea produselor, timp in care doar partial cementita (carburile) se dizolva, obtinandu-se o austenita neomogena.

Racirea se efectueaza foarte incet (10 25 0C/h) pana la cca 650 0C, in timp de 6 12 ore, timp in care din austenita neomogena se formeaza carburi globulare.

Pentru evitarea aparitiei unor defecte de calire (deformatii, fisuri, duritate scazuta), aplicata ulterior, globule de carburi (de cementita) trebuie sa aiba marime medie si sa fie cat mai uniforme.

La productia de serie mare se inlocuieste racirea lenta cu o mentinere izoterma la 650 680 0C, in domeniul transformarii perlitice (figura 2.11.c).

Deoarece recoacerea de globulizare este un tratament de durata, scurtarea sa se poate realiza prin pendularea temperaturii de 3 4 ori in jurul lui Acl, in intervalul 730 680 0C, cu mentineri de 30 min. (figura 2.11.d), tratamentul numindu-se, in acest caz, recoacere pendulara. Aceasta recoacere se aplica numai sarjelor mici formate din semifabricate sau piese subtiri.

2.5.2. Recoacerea pentru imbunatatirea aschiabilitatii pieselor turnate din fonta

In constructia de masini, utilaje si instalatii exista un numar mare de piese care se obtin prin turnare din fonta, datorita unui ansamblu de proprietati si factori economici: pret de cost relativ scazut, buna turnabilitate si, in plus, fontele cenusii au o aschiabilitate corespunzatoare, rezistenta buna la uzare si o mare capacitate de amortizare a vibratiilor.

In unele cazuri, insa, viteza de racire, care este dependenta de natura materialului, formei de turnare si de grosimea peretilor piesei, poate sa conduca la aparitia unor structuri necorespunzatoare si, deci a unor caracteristici mecanice cu valori scazute.

2.5.2.1. Recoacerea pentru inmuierea fontelor cenusii

Tratamentul se aplica pieselor care au duritatea prea mare dupa turnare, aschiabilitatea fiind, asadar, scazuta. Duritatea ridicata se datoreaza gradului mare de dispersie al perlitei sau existentei in structura a cementitei libere, alaturi de perlita si grafit.

Pentru fragmentarea si globulizarea partiala a cementitei perlitice se face incalzirea la 680 750 0C, pentru fontele cu grafit lamelar, si la 700 800 0C, pentru fontele cu grafit nodular, timp de 4 6 ore, urmata de o racire lenta in cuptor pana la 300 0C si, apoi, in aer (figura 2.12) tratamentul numindu-se si recoacere pentru globulizare.

Pentru descompunerea cementitei secundare (libere), incalzirea se efectueaza la 850 950 0C pentru fontele cu grafit lamelar, si la 920 950 0C pentru fontele cu grafit nodular mentinerea la temperatura fiind de 1 4 ore. Racirea se face odata cu cuptorul pana la 300 0C cu trecerea apoi in aer, structura rezultata fiind perlita (figura 2.13). Cand se urmareste si descompunerea cementitei perlitice se mai face si o mentinere sub Acl (680 750 0C), a carei durata se stabileste in functie de structura dorita (perlito-feritica sau feritica). Acest ciclu de tratament se mai numeste si recoacere pentru grafitizare.

2.5. Recoacerea pentru maleabilizarea fontelor albe

Fontele albe se caracterizeaza prin aceea ca au tot carbonul legat sub forma de cementita perlitica (Cep), cementita secundara (CeII), si cementita ledeburitica (CeLe), fiind foarte dure si fragile, iar aschierea lor facandu-se foarte greu sau imposibila.

Imbunatatirea aschiabilitatii pieselor turnate din fonte albe se obtine prin intermediul tratamentului de recoacere pentru maleabilizare, in urma caruia se reduce duritatea datorita descompunerii CeII si CeLe si uneori, a Cep cu formarea grafitului in cuiburi numit si grafit (carbon) de recoacere.

Fonta alba din care se toarna piesele trebuie sa aiba compozitia chimica formata din: 2,2 3,2 % C (fonta hipoeutectica); 0,8 1,3 % Si; 0,3 0,6 % Mn, iar elementele de aliere (Cr,Mo,V,W) doar ca impuritati. Continuturile de Si si Mn sunt limitate, deoarece Si in proportie mai mare de 1,3 % conduce la aparitia fontei cenusii cu grafit lamelar, iar sub 0,8 % are un efect redus asupra descompunerii cementitelor in timp ce Mn in cantitai procentuale mai mari si elementele de aliere precizate mentin in stare legata carbonul (franeaza grafitizarea). Adaosuri de aluminiu sau aliere cu cupru favorizeaza grafitizarea.

Recoacerea prin maleabilizare are, asadar, scopul de a transforma o fonta alba hipoeuticta dura si casanta intr-o fonta cenusie speciala, numata fonta maleabila (cu grafit in cuiburi).

Masa de baza a fontei maleabile poate avea diferite structuri in functie de gradul de grafitizare, si anume: perlitica, feritica si, mai rar, ferito-perlitica. Fonta maleabila perlitica se obtine printr-o grafitizare partiala (descompunerea doar a cementitei ledeburitice - cea eutectica si a celei secundare) iar fonta maleabila feritica printr-o grafitizare totala (descompunerea si a cementitei perlitice - cea eutectoida).

Mediul de incalzire are o influenta deosebita asupra structurii (masei de baza). Astfel, daca mediul este neutru (nisip, zgura, praf de samota sau atmosfera controlata exoterma) piesele au aceeasi structura pe toata sectiunea, fonta fiind una feritica sau maleabila neagra, culoarea mai inchisa datorandu-se grafitului in cantitate mare, iar daca mediul de incalzire este oxidant (piesele se impacheteaza in minereu oxid de fier), stratul superficial se decarbureaza, rezultand ferita pe o anumita adancime, care este cu atat mai mare cu cat potentialul de carbon al mediului este mai scazut, iar temperatura si durata de mentinere mai mari, structura specifica fontei perlitice sau fontei maleabile albe cu strat decarburat (culoarea deschisa este data de ferita). In figura 2.14. se prezinta ciclograma tratamentului de recoacere pentru obtinerea foneti maleabile albe (Fma), fontei maleabile negre (Fmn), fontei maleabile perlitice (Fmp - fara strat exterior decarburat) si fontei maleabile ferito-perlitice (Fmf-p).



Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare



DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 8100
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved