materiale metalice i - departamentul de … metalice 5.pdf · oţeluri cu proprietăţi...
Post on 26-Apr-2018
228 Views
Preview:
TRANSCRIPT
MATERIALE METALICE
Curs 5
Oţeluri de calitate cu destinatie precizată
Oţeluri pentru rulmenţi:
Hipereutectoide, cu omogenitate avansată, fără defecte (de suprafaţă)
Aliate cu Cr, fără Ni (măreşte cant. Ar) [+Mn, Si]
Rulmenţi obişnuiţi: 1%C, 1.5%Cr, max.0.45%Mn
Rulmenţi grei: 1%C, 1.5%Cr, 0.9 – 1.2%Mn, 0.4 – 0.65%Si
(rezistenţă şi duritate mărite, martensită de revenire mai stabilă)
Oţeluri cu proprietăţi fizico-chimice speciale
Oţeluri rezistente la coroziune
Oţeluri slab aliate (patinabile): + Cu, Cu-Mo, Cu-Ni,… rezistente la
coroziune atmosferică
Ex. 0.12%C, 0.45%Mn, 0.3-0.6%Cu, Cr, Al, 0.055%P);
0.32%C, 1.2%Mn, Cr, Al, 0.04%P)
Oţeluri mediu aliate: 0.1-0.2%C, max.5%Cu + Mo [V, Nb]
rezistente în uleiuri minerale, H2S, H2,…
în special în industria petrolieră
Oţeluri inoxidabile: rezistente la coroziune atmosferică, vapori, acizi, apă, săruri,…
Oţeluri inoxidabile Aliate cu Cr – strat oxidic Cr2O3 → viteză mică de coroziune
Cr în soluţia solidă !!
Potenţialul de electrod: ~ -0.6V până la 12%Cr;
creşte la 0.2V până la 16% → PASIVARE
>>> necesar > 12%Cr dizolvat în soluţia solidă (ferită / austenită)
Oţeluri inoxidabile
Clasificarea oţelurilor inoxidabile
A. După compoziţie
Cr (+ Cr-Mn, Cr-Mn-N) 12-27%Cr, 0.08-0.45%C
Cr-Ni (mai scumpe) >17%Cr, >8%Ni, max.0.12%C
B. După structura la răcire în aer feritice
martensitice
austenitice
Oţeluri inoxidabile
Diagrama Schaeffler: structura oţelurilor inoxidabile
la răcirea în aer de la 1000˚C
Crechiv= %Cr + %Mo + 1.5 x %Si + 0.5 x %Nb
Niechiv= %Ni + 30 x %C + 0.5 x %Mn
Oţeluri inoxidabile
Oţeluri feritice medii cu agresivitate moderată
(HNO3, acizi organici, apă de mare)
0.06-0.2%C, 13-30%Cr
rezistenţă mecanică mică, ductilitate scăzută
tendinţă de supraîncălzire
Oţeluri martensitice Cr-Ni autocălibile; cele mai rezistente şi dure (instrumente, arcuri, scule)
0.1-0.4%C, 12-17%Cr, max.2%Ni [+Si]
Oţeluri inoxidabile
Oţelurile austenitice Cr-Ni; cea mai mare rezistenţă la coroziune
plasticitate ridicată, sudabilitate
~0.1%C, 16-25%Cr, 8-30%Ni
Dezavantaj: fisurare / coroziune intercristalină
(500-800˚C) prin precipitare de carburi (Cr,Fe)23C6
Eliminare: introducere de elemente stabilizatoare (Ti, Mo,…)
călire apă / ulei de la 1000-1100˚C (dizolvarea carburilor)
Variante intermediare: ferito-martensitice
ferito-austenitice (mai sudabile, puţin sensibile intergranular)
Oţeluri inoxidabile (martensitice, austenitice) durificabile prin dispersie de carburi / compuşi intermetalici>> 1500-2000 MPa la 400-500˚C
Oţeluri refractare
Rezistente la cald (maximum 650-700˚C – datorită proprietăţilor mecanice)
Aliate cu Cr [+ Al, Si] → straturi oxidice stabile
Rezistenţă la cald: Stabilitate structurală (înlăturarea supraîncălzirii)
Ex. carburi intergranulare; Si ridică mult A3
Stabilitatea proprietăţilor mecanice
Ex. Cr, Mo, W – frânarea dislocaţiilor
Stabilitate chimică – până la 1100˚C
Oţeluri refractare
Oţeluri feritice cu carburi: 8-30% Cr
Structură grosolană, rezistenţă scăzută
Oţeluri martensitice: 7-22%Cr, 0.1-0.15%C
Rezistente la oxidare până la 800˚C
Pentru ţevi, supape, palete de turbină
Oţeluri austenitice: asemănătoare celor inoxidabile, cu elemente stabilizatoare
15-36%Cr
Stabile chimic până la 1000-1250˚C
Oţeluri înalt rezistente la uzare – manganoase
(Hadfield)
0.9 – 1.3%C, 11.5 – 14.5% Mn
Turnare >>> austenită + (FeMn)3C
>>> călire în apă (1050 – 1100˚C) >>> austenită omogenă
Austenita se ecruisează la suprafaţă >>> duritate mărită
+ tenacitate în miez
(Orice alt oţel dur este fragil)
Rm = 800 – 900MPa; Rp0.2= 310 – 355 MPa; A = 15 – 25%;
180 – 220 HB
Simbolizarea oţelurilor înalt aliate (SR CR 10260:2000):
(G) X E1E2 N1-N2
E1, E2 – elementele de aliere, în ordinea descrescătoare a
importanţei; N1, N2 – procentul elementelor E1, şi E2
Ex. G X CrNi 18-10
Oţeluri de scule
Utilizări: scule de deformare la cald / rece, tăiere prin deformare, aşchiere, de mână, verificatoare,…
Caracteristici de bază:
- Rezistenţă la uzare – depinde direct de duritate
(+ compoziţie chimică, distribuţia carburilor, etc.)
Uzare fără încălzire – apare la scule de deformare la rece, aşchiere la viteze mici, verificatoare
contează în primul rând duritatea (nu gradul de aliere)
Uzare cu încălzire – apare la scule de deformare la cald, aşchiere,..
ESENŢIAL: stabilitatea structurală (~ martensită) >>> numai aliate!!!
- Tenacitatea – mare la oţelurile cu călibilitate scăzută (nealiate / slab aliate)
- Duritatea la temperatura de lucru – definită prin temperatura maximă admisă
Oţeluri nealiate < oţeluri cu Cr < oţeluri cu W, Mo
Capacitatea de călire (oţeluri nealiate) creşte brusc până la 0.7%C (~62 HRC); max. ~ 65 HRC
Oţeluri de scule
Oţeluri aliate pentru scule (STAS 3611 – 88)
slab aliate: Cr, Cr-V, Cr-Mn, Cr-Mo-V, etc.
înalt aliate – ledeburitice: peste 1.5%C +Cr (Mo, W, V,…)
a. pentru temperatură normală
a.1 rezistente la uzare (scule pentru prelucrare la rece);
a.2 scule nedeformabile - rezistenţă la uzare şi tenacitate (matriţe, broşe);
a.3 scule de aşchiere şi dispozitive verificatoare;
a.4 scule rezistente la şocuri (dălţi, ştanţe);
a.5 chei fixe şi scule de mână;
b. pentru temperaturi ridicate
b.1 rezistente la şocuri termice – matriţe de turnare / injecţie
b.2 rezistente la şocuri mecanice – forjare la cald;
b.3 rezistente la uzare (şi mecanic);
(revenire înaltă la 600˚C)
Oţeluri de scule
Oţeluri rapide
300-400 m/min, 600-700˚C (stabilitate la roşu)
Max. 0.8-1.4%C; 5-18%W / 2-9%Mo; 3.8-4.4%Cr, 1-4%V (+Co)
Elemente de aliere: Mo, W – carburi stabile, martensită stabilă la cald
+Cr – elementele de bază
V – mai ieftin (înlocuire W) >> creşte sensibilitatea la supraîncălzire
Co – măreşte capacitatea de aşchiere, durifică Ar
Structuri: turnare – eutectoid sorbitic + carburi ledeburitice
deformare la cald (600-800˚C) – eutectoid sorbitic fin + carburi primare / secundare
călire (>1200˚C) – martensita fină de călire
(+max. 30%Ar) + carburi ~ 60 HRC
revenire(500-600˚C) – martensita fină de revenire + carburi
durificare secundară (63-66 HRC)
Oţeluri de scule – Oţeluri rapide
Categorii: cu W (0.9-1%C); >9%W; 3.8-4.4%Cr; 1-2.6%V (+Co)
18-4-1
cu Mo (de înlocuire) 8 – 9%Mo
W-Mo: 2 – 7%W, 2 – 5%Mo
Oţeluri de scule – Oţeluri rapide
Carburi ledeburitice (primare) Carburi primare si secundare
-turnare- -forjare-
Oţeluri de scule – Oţeluri rapide
Oţeluri de scule – Oţeluri rapide
top related