5. TRATAMENTE TERMICE (TT) 5.1. INTRODUCERE TT = procesul tehnologic aplicat semifabricatelor sau pieselor finite, care const n nclzirea, meninerea i rcirea cu diferite viteze, cu scopul mbuntirii proprietilor. TT pp. modificarea sau nu a structurii i nemodificarea dimensiunilor i ale formei. Un TT simplu (ciclu elementar) se reprezint n coordonate temperatur timp (fig. 5.1) i se caracterizeaz prin: a) perioada de nclzire t1, caracterizat de temperatura de nclzire (Tinc) i viteza de nclzire (Vinc) obinute ntr-un mediu de nclzire; b) durata de meninere, t2; c) perioada de rcire t3, caracterizat de temperatura de rcire (T rc) i viteza de rcire (Vrc) obinute ntr-un mediu de rcire. Clasificarea TT: a) gr. I: recoaceri fr transformare de faz n stare solid: - recoacere de detensionare (nlturarea tensiunilor interne) Figura 5.1. Reprezentarea grafic - recoacere de recristalizare (nlturarea ecruisrii) - recoacere de omogenizare (omogenizarea compoziiei) a unui tratament termic simplu b) gr. II: recoaceri fr transformare de faz n stare solid: - recoacerea obinuit (pt aducerea structurii ct mai aproape de una de echilibru) - recoacerea de normalizare (pt obinerea unui grunte fin i omogen) - recoacerea de globulizare (pt obinerea unei Pe (Ce) globulare c) gr. III: cliri, pt obinerea unor structuri n afara echilibrului, caracterizate de duritii, uzur d) gr. IV: reveniri, aplicate dup cliri, pt aducerea structuriloi mai aproape de echilibru, tensiunilor interne e) tratamente termochimice, pt duritii, uzur a straturilor superficiale cu pstrarea plasticitii miezului. 5.2. PUNCTELE CRITICE ALE OELURILOR A1 = punctul critic inferior al oelurilor Ac1 = grad de supranclzire cu care se produce transformarea la nclzire; Ar1 = grad de subrcire cu care se produce transformarea la rcire; Ac1 corespunde Pe A () Ar1 corespunde A () Pe A3 = punctul critic superior al oelurilor hed Ac3 corespunde F() A () Ar3 corespunde A () F()

Figura 5.2. Domeniul oelurilor n diagrama Fe-Ce

Acem = punctul critic superior al oelurilor Hed Ac cem corespunde dizolvrii Fe3C n A () Ar cem corespunde separrii Fe3C din A ()

5.3. TTRANSFORMRI DE BAZ N OELURI 1. Pe A 2. A Pe 3. A Ms 4. Ms Pe 1. Pe A: la nclzirea peste Ac1 Aceast transformare este determinat de variaia energiei libere A i a Pe (fig. 5.3), respectiv la temperaturi subcritice este stabil Pe avnd energia liber cea mai mic, iar la temperaturi peste A1 este stabil A, avnd ea acum energia liber cea mai redus. Germenii de A apar n Pe ntotdeauna la limita de separaie dintre globulele sau lamelele de Ce i F (fig. 5.4).

Figura 5.3. Variatia energiei libere a A i Pe n funcie de temperatur

Figura 5.4. Schema procesului de transformare a Pe n A2. A Pe: la rcirea izoterm sau continu sub Ar1, rezult structuri diferite, crora le corespund proprieti fizico-mecanice i tehnologice specifice. Procesul de apariie a germenilor de Pe din cei de A (fig. 5.5) este invers celui din fig. 5.4.

a b c d e Figura 5.5. Mecanismul transformrii A Pecorespunztor transformrii izoterme a A s-a trasat diagrama TTT pt un oel ed (fig. 5.6), pe care se disting: - izoterma A1, corespunztoare pct. crt. inf. al oelurilor; 1 - izoterma Ms, pn la care se produc procesele cu difuziune ale atomilor de Fe i C; - curba 1 = locul geometric al punctelor de nceput de transformare cu difuziune a A subrcite; s - curba 2 = locul geometric al punctelor de sfrit de transformare i cu difuziune a A subrcite. s Acestea mpart suprafaa diagramei n urmtoarele domenii: rez - I = corespunde A stabile - II = corespunde A instabile (subrcite) f - III = corespunde produselor de transformare cu difuziune a A instabile Figura 5.6. Diagrama TTT a unui oel eutectoid - IV = corespunde A subrcite n curs de transformare i a produselor de transformare cu difuziune ale acesteia - V = corespunde produselor de transformare fr difuziune a A instabile Pe rezultat este lamelar (grosolan). Sorbita este o perlit f. fin. Troostita este un constituent de tip perlitic ce se formeaz n dreptul cotului perlitic, vizibil la microscopul electronic sub forma unor rozete n care lamelele de F alterneaz cu cele de Ce. Bainita nu mai este un constituent de tip perlitic, ci reprezint o mas feritic de baz n care sunt incluse cristale de Ce Felul HB Rm R0,002 Temp. de Dist. ntre extrem de fine sub form constituA daN ] [ daN ] [ daN ] [%] formare lamele globular. Martensita ia entului [ [C] [m] 2 2 2 natere prin mecanismul de mm mm mm transformare fr difuzie. Perlit 700-650 0,6-1 180-250 70-90 25-50 12-16 Tabelul 5.1. Propriettile Sobit 650-600 0,25-0,3 250-350 90-110 50-70 16-20 mecanice ale constituienilor Troostit 600-500 0,1-0,15 350-450 110-130 70-90 10-12 din familia perlitei a)

T [C]

I

A

1

550

2

IV

III

II

Pe S T B B

230

M

V

M+A M

- 100

log [s] M

Tabelul 5.2: Proprietile mecanice ale bainitelor Rm Denumirea Temp. de daN ] constituentului formare [C] HRC [ Bainita superioar Bainita inferioara b)

mm 2140 160

[

daN ] [ daN ] [%] mm 2 mm 2100 130 70 80 14 16

R0,002

R-1

400-450 300-350

45 55

corespunztor rcirii continue a A se suprapun peste diagrama TTT curbele de rcire continu a A cu diferite viteze (fig. 5.7) v5 = viteza critic de clire, tg la cotul perlitic, pt care n structur rezult numai M.

Ms Mf T+M T S V1 Pe

Figura 5.7. Suprapunerea diferitelor viteze de rcire peste diagrama TTT3. A Ms Martensita de clire este o ss de Fe suprasaturat n C cu reea tetragonal (c/a > 1) cu volum centrat (fig. 5.8). M de clire = M alb. Grunii de M se formeaz din cei de A prin deplasri coordonate i C colective ale atomilor de Fe i C, asemntoare cu cele care se produc n timpul deformrilor plastice prin alunecare. M are aspect de lamele care se formeaz de o parte i alta a planelor de alunecare, ce strbat grunii de A pn intersecia cu alte plci de M. Deoarece vol. specific al M > cel al A - n cazul oelurilor cu C > 0,6%, pe lng M se gsete o cantitate de A rmas netransformat = A rez. - apar tensiuni interne mari, care determin apariia deformrii pieselor, fisurilor, crpturilor Caracteristicile M: Figura 5.8. Reeaua - duritate f. mare (rezisten la uzare) cristalin a martensitei - lips complet de plasticitate fragil nu rezist la ocuri - constituent al oelurilor clite. 4. Ms Pe Dup diferite stadii de nclzire ale M, aceasta se transform n: Ms de revenire = M neagr Troostit de revenire (cea mai bun elasticitate) Sorbit de revenire (cea mai bun rezilien) Pe globular (cea mai bun plasticitate) 5.4. TRATAMENTE TERMICE APLICATE OELURILOR 5.4.1. Tratamente de recoacere 1. Recoacerea pentru detensionare Regim termic:

-

T [C]

-

nclzirea la 500-600C meninerea la temperatur (1/2-5 ore ) rcirea n cuptor (20-40C/h) pn la 100-200C, dup care rcirea poate fi continuat n aer.

P S

E

-

+CeIIK

Scopuri: - nlturarea tensiunilor interne rmase n urma prelucrrilor prin deformare plastic la rece sau la cald.

+Pe Pe+CeII%C 2,11 0,0218 0,77 Figura 5.9. Recoacerea de detensionare

T [C]

P

E

+CeIIS Pe+CeII K

2. Recoacerea de recristalizare Regim termic: nclzirea la 300-500C meninerea la temperatur rcirea n cuptor Scopuri: nlturarea ecruisrii

+Pe

%C 2,11 0,0218 0,77 Figura 5.10. Recoacerea de recristalizare

3. Recoacerea pentru omogenizare

T [C]

Regim termic:

E

P S

-

nclzirea la 1000-1100C meninerea la temperatur (10-20 ore) rcirea n cuptor (Vrc = 50-60C/h) pn sub punctele critice de transformare i apoi continuarea rcirii n aer.

+CeIIK

-

Scopuri:

+Pe

Pe+CeII

- nlturarea microsegregaiilor din produsele turnate (piese i lingouri), deformate plastic la cald (matriate, forjate), sudate

%C creterea gruntelui austenitic structur grosolan cu 2,11 0,0218 0,77 Figura 5.11. Recoacerea de omogenizareproprieti mecanice inferioare recoacere de normalizare pt finisarea structurii (mbuntirea proprietilor mecanice).

C

4. Recoacerea obinuit (recoacerea complet) Regim termic: nclzirea la Ac3+(30-50)C pt ol hed i Ac1+(30-50)C pt ol ed i Hed, pt evitarea gr de A; v nc < 100C/h meninerea la temperatur (pt 25 mm grosime meninere de 1 or) rcirea n cuptor (Vrc = 50-200C/h) Scopuri: - reducerea duritii semifabricatelor turnate sau forjate pt a fi ulterior prelucrate uor prin achiere, diminuarea tensiunilor interne i finisarea granulaiei.

Temperatura

E

P S

+CeIIK

+Pe

Pe+CeII %C

0,0218

0,77

2,11

Figura 5.12. Recoacerea obinuit banda temperaturilor de nclzire

5. Recoacerea de normalizare (Normalizarea)

C

Temperatura

E

Regim termic: nclzirea la Ac3+(30-50)C pt ol hed i Accem+(30-50)C pt ol Hed meninerea la temperatur pt ob unui gr de A omogen rcirea n aer linitit

P S

+CeII

K

-

Pe

Pe+CeII %C

Scopuri: - se aplic ol C sau slab aliate pt obinerea structurii sorbitice avnd o granulaie fin i omogen, caracterizate printr-o duritate, rezisten la rupere i la oc mari.

0,0218

0,77

2,11

Figura 5.13. Recoacerea de normalizare banda temperaturilor de nclzire6. Recoacerea de nmuiere (de globulizare) Scopuri: - transformarea Ce lamelare n Ce globular duritii, plasticitii, mbuntirea prelucrabilitii prin achiere. TT are 3 variante (fig. 5.27): a) recoacere subcritic: nclzire sub Ac1, dar aproape de acesta, meninere 4-15 ore (Ce lamelarCe globular), rcire f. lent (50C/h) odat cu cuptorul pn la 600C, dup care rcirea pieselor se poate continua n aer. b) recoacerea incomplet: nclzire peste Ac1, dar aproape de acesta, meninere, rcire f. f. lent (10-30C/h) pn la 600C (Pe globular); TT e mai mic deoarece T nc a fost mai mare. c) recoacerea pendular: nclzire Ac1, dar aproape de acesta, meninere cca. 30 minute, rcire sub Ar1 (cca. 680C), meninere 30 minute, dup care ciclul se reia de mai multe ori.

Figura 5.14. Recoaceri de globulizare: a recoacere subcritic; b recoacere incomplet; c recoacere pendular7. Recoacerea izoterm

Scopuri: duritii, tensiunilor interne remanente de la operaiile anterioare, uniformizarea i finisrii structurii. Regim termic: nclzire la Ac3+(30-50)C, meninere, rcire n aer pn la o temperatur situat puin sub Ar1, introducerea n baie de sruri topite (650-700C pt oelurile carbon) i meninere n vederea transformrii izoterme complete a APe+, dup care se continu rcirea n aer. Pe este fin, cu duritate mai mare dect cea lamelar. -

Figura 5.15. Regimul termic al recoacerii izoterme5.4.2. Tratamente de clire n structura oelurilor clite se regsete n general M, T sau B. Acestea rezult n urma rcirilor rapide, sunt structuri n afara echilibrului, caracterizate printr-o duritate, rezisten la uzare i fragilitate, ridicate. Se deosebesc urmtoarele tipuri de cliri: a) cliri ptrunse (pe toat seciunea): clire obinuit, clire n dou medii, clire n trepte, clire sub 0C; b) cliri superficiale: clirea cu flacr oxiacetilenic, calirea cu CIF, clirea n electrolit.

5.4.2.1. Clirea obinuit Clirea obinuit (cea mai utilizat) se aplic oelurilor cu peste 0,25% C i const n nclzirea pieselor n domeniul austenitic, racire meninerea pentru omogenizarea A i C rcirea cu o vitez mai mare dect viteza critic de clire E supracritica mentinere Tinc superioar (fig. 5.16). Oelurile hipoeutectoide se nclzesc cu Ac 3+(30-50C) i +CeII A3 cele hipereutectoide cu Ac1+(50-70C) i dup meninere se K A1 rcesc cu o vitez suficient de ridicat, astfel nct A s se S P transforme fr difuziune M. Oelurile carbon se rcesc de regul n ap sau n soluii apoase, iar oelurile aliate n uleiuri minerale. Exist unele oeluri Pe+CeII Pe Ms bogat aliate, care prezint curbele TTT mult deplasate spre Mf Timp dreapta, motiv din care chiar i n condiiile rcirii n aer, vor %C N prezenta n final o structur martensitic. Aceste oeluri se numesc M 2,11 0,0218 0,77 oeluri autoclibile. n timpul operaiunilor de clire se pot nregistra i Figura 5.16. Clirea obinuit deformri ale pieselor, acestea putnd fi diminuate n condiiile banda temperaturilor de nclzire respectrii unei anumite poziii ale piesei, n timpul introducerii ei n baia de clire. Piesele de tipul axelor se introduc n poziie vertical n baia de clire, cele de forma unor discuri se introduc cu diametrul perpendicular pe suprafaa bii, iar piesele de form inelar se introduc cu generatoarea perpendicular pe suprafaa bii. n cazul n care i n aceste condiii se nregistreaz deformaii inacceptabile este necesar fixarea pieselor austenitizate n dispozitive speciale de strngere i scufundarea lor laolalt.

Temperatura

5.4.2.2. Tensiuni interne la clire n cazul aplicrii clirii obinuite, n timpul rcirii se nregistreaz diferene mari de temperatur ntre suprafaa i miezul pieselor, astfel nct contraciile pe care le sufer piesele vor fi neuniforme, ceea ce va determina apariia tensiunilor interne numite tensiuni termice. Pe lng acestea, n timpul clirii apar i tensiuni structurale datorate transformrii A n M, ce se produce cu cretere de volum. Pentru reducerea acestor tensiuni interne, deci pentru diminuarea pericolului de fisurare a pieselor, se practic clirea n dou medii sau clirea n trepte, n locul clirii obinuite. 5.4.2.3. Clirea n dou medii Pentru diminuarea pericolului de fisurare este necesar ca timpul de transformare AM s fie ct mai mare, aspect asigurat de clirea n dou medii (fig. 5.17). Dup nclzirea piesei la temperatura de austenitizare i dup meninerea la aceast temperatur pentru omogeni-zarea A, piesa este rcit cteva secunde n ap, iar apoi este transferat n ulei, unde transformarea AM se produce ntr-un timp mai lung, tu (tu > ta). Din cauza diferenei de temperatur care exist n timpul rcirii ntre miezul i suprafaa piesei, aplicarea acestui procedeu de clire este limitat numai pentru piesele relativ subiri de max. 8-10 mm la oelurile carbon i max. 12-20 mm la oelurile aliate. Dificultile procedeului sunt legate de aprecierea timpului de rcire a pieselor n ap: Figura 5.17. Clirea n dou medii a) dac este prea lung, exist posibilitatea intersectrii orizontalei MS asemntor clirii obinuite, cnd transformarea AM este nsoit de pericolul fisurrii; b) dac este prea scurt, apare posibilitatea intersectrii curbelor din diagramele TTT, rezultnd astfel o structur de tip bainitic. 5.4.2.4. Clirea n trepte n acest caz piesele austenitizate sunt rapid rcite n ap pn la MS + (20 30C), dup care se introduc n bi de ulei sau sruri topite unde se menin pn la uniformizarea temperaturilor pe toat seciunea piesei, dup care se continu rcirea n aer liber (fig. 5.18). Astfel

Figura 5.18. Clirea n trepte

incalz ire

30-50C

tensiunile termice sunt mult diminuate, iar n condiiile n care rcirea n aer se face cu o vitez mic, pericolul de fisurare este aproape eliminat. Clirea n trepte poate fi aplicat doar pieselor de dimensiuni mici; nu pot clite piese de dimensiuni mari, deoarece pentru egalizarea temperaturilor pe seciune este necesar un timp prea lung i astfel apare posibilitatea intersectrii curbelor de transformare din diagramele TTT, rezultnd o structur bainitic sau de tip perlitic. 5.4.2.5. Clirea izoterm n urma aplicrii clirii izoterme (fig. 5.19) este eliminat pericolul de fisurare. Dup rcirea rapid, piesele sunt introduse i meninute ntr-o baie de sruri cu temperatura peste MS, pentru ca A s se transforme n B. Timpul de meninere n baia cald, precum i temperatura bii se stabilesc cu ajutorul diagramelor TTT. Piesele vor prezenta o duritate mai mic dect cea a M, dar tenacitatea va fi mult superioar. Procedeul de clire izoterm poate fi aplicat doar pieselor cu grosime redus (max. 20 mm). Nu mai este necesar aplicarea operaiei de revenire, deoarece structura este bainitic. 5.4.2.6. Clirea sub 0C Oelurile cu peste 0,6 %C au n structur M+Arez. Arez determin scderea rezistenei la uzare a pieselor i sculelor, avnd o duritate mult mai mic dect M i fiind un constituent instabil, se poate transforma ntmpltor, determinnd modificri dimensionale ale pieselor. Pentru eliminarea Arez este necesar aplicarea clirii sub 0 C (fig. 5.20), dup clirea obinuit a oelului n ap sau n 0 ulei. Timpul dintre clirea obinuit i clirea sub 0 C nu trebuie s depeasc dou ore, deoarece n caz contrar, se produce fenomenul de stabilizare a Arez, care nu se va mai putea transforma n M. Clirea sub 0C se aplic sculelor n vederea obinerii unei duriti maxime, precum i pieselor sau instrumentelor de msur care necesit o nalt rezisten la uzare i o constan dimensional riguroas.

suprafata Tinc A3 A1

suprafata miez mentinere in baia de saruri racire in aer Timpul B

Temperatura

miez

Ms Mf

Figura 5.19. Clirea izoterm

Figura 5.20. Clire sub 0 C5.4.2.7. Clirea superficial

Clirea superficial reprezint un procedeu de clire local a pieselor, prin care se urmrete obinerea unei structuri martensitice numai n stratul superficial al acestora, pe o adncime de ordinul milimetrilor sau chiar zecilor de milimetru. Aceasta se obine printr-o nclzire cu vitez suficient de mare a suprafeei, astfel nct cldura s nu aib timp s se propage spre interiorul piesei, dup care urmeaz rcirea cu o vitez supracritic. Procedeele de clire superficial prezint urmtoarele avantaje: productivitate mare, datorit vitezei foarte mari de nclzire; deformri minime la clire, deoarece miezul nenclzit rmne tenace; oxidri i decarburri neglijabile ale suprafeelor; o distribuie favorabil a tensiunilor pe seciunea pieselor, crescnd astfel rezistena la oboseal. 5.4.2.7.1. Clirea superficial a pieselor nclzite n bi de sruri sau metale topite Temperatura bilor de sruri utilizate n acest scop poate fi de 1000 1200C, a celor cu plumb sau silumin topit, de 950C, adic mult mai mare dect cea necesar austenitizrii. n contact cu sarea sau metalul topit, suprafaa pieselor se nclzete extrem de repede (2-4 ori mai repede dect n cuptor), iar temperatura n miezul piesei crete mult mai ncet datorit conductibilitii termice relativ sczute a oelului, astfel nct diferenele de temperatur au valori foarte ridicate. Meninerea pieselor n baia cald se face pn cnd suprafaa piesei atinge temperatura Ac 3+(3050C), n timp ce miezul are sub Ac1, deci structura n miez este nemodificat. La atingerea temperaturii Ac3 + (3050C), piesa se rcete brusc n ap, astfel nct suprafaa austenitizat se transform n M, iar miezul piesei i pstreaz structura iniial. Acest procedeu de clire superficial poate fi aplicat doar pieselor cu geometrie simpl deoarece la piese mai complexe apare pericolul fisurri n timpul rcirii, iar grosimea stratului martensitic nu este uniform.

5.4.2.7.2. Clirea superficial a pieselor nclzite cu flacr n acest caz stratul superficial al piesei se nclzete cu vitez mare cu ajutorul flacrii produse de arderea unui combustibil gazos cu putere calorific mare n amestec cu oxigenul, pn la temperaturi peste Ac 3. Dup atingerea temperaturii pe adncimea dorit piesa este rcit brusc cu un jet de ap rece, realizndu-se clirea stratului superficial (fig. 5.21). n urma aplicrii clirii superficiale cu flacr se obin straturi martensitice cu grosimi de 210 mm.

Figura 5.21. Clirea superficial simultan a unei piese planeAcest procedeu se aplic de obicei la diverse lucrri de reparaii, la clirea unor piese de dimensiuni foarte mari (roi dinate, ghidaje) i n producia de unicate. 5.4.2.7.3. Clirea superficial n electrolit

piesa

intrerupator-

strat incalzit

H2

+

sursa c.c. electrolit 10%Na2CO3 90%H2O anod

Figura 5.22. Schema de principiu a clirii superficiale n electrolitAceast clire este posibil datorit efectului catodic, care const n descompunerea electrolitului la trecerea curentului catodic, astfel nct pe suprafaa piesei (catodul) se formeaz un nveli de H 2. Acesta avnd o rezisten mare se nclzete puternic la trecerea curentului electric, determinnd astfel nclzirea catodului (fig. 5.22) la temperaturi ce pot ajunge pn la 2000C. La ntreruperea circuitului, electrolitul vine n contact cu piesa, realiznd rcirea supracritic a stratului austenitizat. Efectul catodic se produce numai n anumii electrolii (90% H2O+10% Na2CO3 sau K2CO3) i la anumii parametrii ai curentului (tensiunea de lucru de 200 2 220 V cc, densitatea curentului la suprafaa piesei de 4 6 A/cm ). Deoarece nivelul temperaturilor atinse este greu controlabil, apare pericolul de supranclzire a suprafeei piesei. i ca urmare, procedeul poate fi aplicat doar pieselor cu geometrie simpl, fr coluri i muchii ascuite. 5.4.2.7.4. Clirea superficial prin cureni de inducie

Generator de inalta frecventa Baterie de condensatori

Transformator Primar Secundar Inductor

Piesa

Figura 5.23. Schema de principiu a unei instalaii de clire prin cureni de inducieAcest procedeu are o utilizare foarte larg n practic. El se bazeaz pe proprietatea curenilor de nalt frecven de a circula n zonele de suprafa ale conductorilor, pe o adncime cu att mai mic cu ct frecvena curentului este mai nalt. Formarea curenilor de nalt frecven n suprafaa pieselor se realizeaz prin plasarea pieselor n cmpul electromagnetic produs de inductor tubular din Cu electrolitic (are conductibilitate electric i termic mare), n form de spir, rcit la interior cu ap (fig. 5.23 i 5.24). Inductorul este strbtut de un curent electric alternativ de medie sau nalt frecven. Cmpul magnetic variabil care ia natere n jurul inductorului va induce n pies cureni turbionari (Foucault) acetia distribuindu-se la suprafaa piesei sub efectul Skinn (efect pelicular). Aceti cureni inductor vor determina nclzirea suprafeei piesei ntr-un timp cu att mai scurt cu ct intensitatea curenilor indui va fi mai mare. Imediat dup ce stratul superficial al piesei ajunge la temperatura de austenitizare, piesa este rcit brusc, fie prin cufundare ntr-un bazin cu ap, fie prin stropire cu un jet de ap pentru ca la strat suprafaa piesei s se formez o structur martensitic. incalzit Se pot obine straturi martensitice cu grosimi de 0,510 mm utiliznd cureni cu frecvene de 2500 KHz. Prin acest procedeu se pot cli: axe, inele, boluri, roi dinate, plci, ghidaje, scule, etc. Marele avantaj al procedeului, const n faptul c strat jet de apa instalaiile de clire avnd un gabarit relativ mic, pot fi amplasate calit rece pe fluxurile tehnologice de prelucrare prin achiere, fiind eliminat Figura 5.24. Schema procedeului astfel necesitatea transportului pieselor pn la seciile de tratament termic. de clire prin cureni de inducie

deplasarile piesei

piesa

5.4.3. Revenirea Revenirea este un tratament termic ce se aplic obligatoriu pieselor clite cu scopul reducerii pariale a strii de maxim neechilibru i implicit scade duritatea i se mbuntete plasticitatea. Tratamentul const n nclzirea oelului clit pn la o temperatur sub Ac 1, meninerea la temperatur pentru transformarea M, dup care urmeaz rcirea n aer liber. Se deosebesc trei tipuri de reveniri: revenire joas, revenire medie i revenire nalt. Revenirea joas se aplic pieselor clite, cu scopul reducerii % A rez i a transformrii M tetragonale (alb, de clire) n M cubic (neagr, de revenire - mai puin fragil dect cea de clire). La nclziri ale pieselor clite ntre 180-230C se manifest difuzia atomilor de C, care permite transformrile amintite. Se observ c transformare ArezM se poate face nu numai prin cliri sub 0C, ci i prin reveniri la temperaturi corespunztoare, caracteristice pentru fiecare oel. Astfel pentru oelul rapid, revenirile fcute n acest scop se efectueaz la temperaturi de 550580C, care sunt mai mari dect cele aplicate oelurilor carbon hipereutectoide. Transformarea ArezM determin creterea duritii oelului. Revenirea medie presupune nclzirea pieselor clite la temperaturi de 300450C, cnd se nregistreaz i autodifuzia atomilor de Fe, care conduce la obinerea unei structuri troostitice de revenire, structur ce este caracterizat printr-o limit de elasticitate foarte nalt i o duritate de cca. 40 HRC; se recomand pentru tratarea oelurilor de arc. Prin nclzirea pieselor clite la 450-650C, difuzia atomilor se produce pe distane din ce n ce mai mari, crendu-se astfel condiii pentru precipitarea unor mici particule de Ce, astfel nct reeaua materialului de baz se ndreapt, tensiunile interne scad, determinnd scderea accentuat a duritii i a fragilitii. Structura rezultat va fi format dintr-o mas feritic cu tensiuni interne relativ mici, n care sunt nglobate mici globule de cementit. Aceasta este sorbita de revenire, caracterizat printr-o tenacitate maxim i are o duritate de cca. 30 HRC; structura este specific sculelor supuse ocurilor (ex: ciocane de pres). Domeniul acestor temperaturi corespunde revenirii nalte.

La temperaturi de revenire i mai ridicate (pn la 680C), globulele de Ce sunt supuse coalescenei, rezultnd globule mai mari, iar ca urmare, starea de tensiune a masei feritice de baz scade i mai mult. n structur se obine Pe globular, care are cea mai mare plasticitate; se recomand la tratarea arborilor greu solicitai, a roilor dinate importante, a. La oelurile aliate la care apare pericolul fragilitii de revenire, rcirea de la temperatura de revenire se recomand a fi fcut n ap sau ulei, prevenindu-se astfel acest fenomen nedorit. 5.5. Particularitile tratamentelor termice aplicate oelurilor aliate Toate oelurile aliate se expun n mod obligatoriu unor operaii de tratamente termice finale n vederea obinerii unor piese cu proprieti ct mai ridicate. Oelurile aliate pot fi supuse tuturor operaiilor de tratament termic prezentate anterior, dar trebuie s se in seama de unele particulariti ale comportrii la tratament termic. a) Viteza de nclzire a oelurilor aliate trebuie s fie n general mai mic dect cea a oelurilor carbon. Cu ct gradul de aliere al oelurilor este mai ridicat, cu att i conductibilitatea termic a oelurilor scade, astfel nct n cazul aplicrii unor viteze mari de nclzire, apar tensiuni termice de valori ridicate, care pot determina fisurarea pieselor sau semifabricatelor. O atenie deosebit trebuie acordat din acest motiv i oelurilor care prezint o fragilitate ridicat, respectiv celor cu coninut mare de C, Si, Mn, Cr, W. nclzirea acestor oeluri aliate se poate efectua odat cu cuptorul sau pot fi utilizate cuptoare continue cu mai multe trepte de temperatur, piesele staionnd n fiecare zon de temperatur pn la uniformizarea temperaturii pe ntreaga seciune, pn la ajungerea n zona cu temperatura cea mai ridicat. b) Temperatura de nclzire a oelurilor aliate n vederea aplicrii unui anumit tratament termic, este n general mai ridicat dect n cazul oelurilor carbon; excepie fac oelurile aliate cu Mn i B, iar n unele situaii i cele aliate cu Si i Ni. Valorile temperaturilor sunt impuse de: a) faptul c majoritatea elementelor de aliere determin ridicarea punctelor de transformare; b) pentru dizolvarea carburilor elementelor de aliere sunt necesare temperaturi mai nalte, acestea fiind mai stabile la nclzire dect Ce. n cazul oelurilor aliate cu Cr, Mo, V, W, Al, Ti, Nb pericolul supranclzirii (tendina de cretere a gruntelui de A) este mult diminuat la aceste temperaturi; trebuie ns acordat o atenie deosebit oelurilor aliate cu Mn i B, ntruct acestea sunt sensibile la supranclzire. c) Viteza de rcire trebuie s fie mai mic dect n cazul oelurilor carbon, deoarece curbele de transformare din diagramele TTT i TRC sunt deplasate spre dreapta, clibilitatea oelurilor aliate fiind astfel mai mare; excepie face Co care determin deplasarea spre stnga a curbelor de transformare. Clibilitatea crescut a oelurilor aliate n raport cu cele carbon determin dou mari avantaje: a) rcirea pieselor se poate face n ulei sau chiar n aer, astfel c tensiunile interne din timpul clirii vor fi mai mici i pericolul de fisurare este diminuat; b) se obin straturi martensitice cu o grosime mult mai mare dect n cazul oelurilor carbon. Elementele de aliere determin i coborrea punctelor MS i Mf, astfel nct la oelurile bogat aliate i care au i coninuturi mari de carbon, dup operaia de clire vor rmne n structura pieselor importante cantiti de Arez, ce pot fi parial eliminate prin aplicarea unor reveniri multiple sau clirii sub 0C. d) Temperatura de revenire a oelurilor aliate este mai mare dect n cazul oelurilor carbon, deoarece majoritatea elementelor de aliere (Si, Al, Cr, Ni, Mo, V, W, Nb, Ti, Zr) determin creterea stabilitii termice a oelurilor. n cazul revenirii oelurilor aliate cu elemente carburigene se observ c n intervalul de temperaturi 350600C se nregistreaz o cretere a duritii, acest lucru fiind datorat precipitrii carburilor elementelor de aliere, precum i transformrii ArezM. Acest fenomen este cunoscut sub denumirea de durificare secundar.