clase de oteluri 1

69
CLASE DE OTELURI Prof.Dr.Ing. Ionelia VOICULESCU

Upload: stephanie-hansen

Post on 07-Nov-2015

529 views

Category:

Documents


56 download

DESCRIPTION

Clasa de oteluri

TRANSCRIPT

  • CLASE DE OTELURI

    Prof.Dr.Ing. Ionelia VOICULESCU

  • OTELURIOelurile sunt aliaje ale fierului cu carbonul, cu un coninut maximum de carbon de 2,11 % C. In afara de carbon, otelurile pot conine i alte elemente de aliere precum Si, Mn, Cr, Ni, Ti, Mo, Co, V, B, W, Nb, etc., sau elemente nsoitoare, precum P, S, As, Sb, Pb, etc. Otelurile se deosebesc de fonte prin coninutul mult mai scazut de carbon si prin faptul ca prezint transformare eutectoid n stare solid. Datorit acestei reacii de transformare fazic, oelurile se caracterizeaz printr-o buna capacitate de prelucrare prin deformare plastic, sudabilitate i tratament termic.Oelurile pot fi clasificate conform diferitelor criterii, dintre care cele mai importante sunt:compoziia chimic;destinaia;diagrama de transformare (stabila, metastabila);agregatul de elaborare.

  • IstoricOriginile utilizrii aliajelor din fierPrima construcie metalica structurala din aliaje de fier a fost construita de Abraham Darby in 1779 peste rul Severn, numit Ironbridge, in Shropshire Anglia. In zona respectiva, bunicul lui Darby a avut, in 1709, prima fabrica de componente metalice la costuri rezonabile.Podul era alctuit din bare de fonta mbinate prin bride, si a fost utilizat pana in 1847, cnd a cedat la trecerea unui tren, omornd 5 persoane.Podul a fost reconstruit, adugnd cinci picioare de piatra de 45 m, evitnd tensiunile interne mecanice de rupere. Lucrrile au durat 3 ani.Otelul descoperit cu 100 de ani mai trziu a permis realizarea a numeroase alte aplicaii utile, de la scule si cutite la structuri metalice portante.

  • IstoricFonta bruta este obinuta in furnal, prin topirea minereului de fier mpreuna cu fondani si cocs. Datorita coninutului sau foarte mare de carbon, fonta este fragila si are aplicaii limitate, pentru piese turnate.In prezent, din fonta, prin amestec cu fier vechi si fondani, se elaboreaz otelurile, reducnd coninutul de carbon prin ardere in oxigen (convertizoare cu oxigen), cu sau fr injectare de gaze inerte de protecie.Primul procedeu de reducere a coninutului de carbon in convertizoare a fost cel inventat de Henry Bessemer, pe baza unui brevet depus in cadrul British Association in 1856. Datorita consumurilor energetice foarte mari, procedeul este acum abandonat in favoarea convertizoarelor cu oxigen.Convertizoarele cu oxigen utilizeaz energia rezultata din reacia de ardere a carbonului (exoterma) si sunt rentabile deoarece o arja dureaz mult mai puin (30 50 minute) comparativ cu metoda Bessemer sau Siemens-Martin (3-4 ore).

  • Elaborarea fontelor in furnal

    Orificiu de evacuare gaze

    Orificiu de evacuare gaze

    Clopote de incarcare

    Orificiu pentru gaze

    Topitura de material redus

    Sarja de material

    Gaze fierbinti de reducere

    Duza introducere aer in cuptor

    Robinet

    Bloc din carbon

    Teava de agitare

    Captuseala refractara

    Incarcatura (minereu de Fe+ cocs+piatra de var)

    Banda rulanta

  • CIRCUITUL MATERIALULUI LICHID LA ELABORAREA OTELURILOR

  • Procedee de prelucrare prin turnare a otelurilor

    Placi

    Blumuri

    Semifabricate

    Placi

    Blumuri

    Semifabricate

    Turnare

    Scoaterea formelor

    Baie de saruri minerale

    Cilindri primari

    Placi

    Role de antrenare

    Role de ghidare

    Matrita

    Palnie de turnare

    Cupa rotativa

  • Structuri de turnareSOLIDIFICAREA DENDRITICA

    Solid

    Lichid

  • Structuri de turnare

    Curgere pentru a compensa contractia si deformatia

    Limita de graunte

    Grauntele 1

    Grauntele 2

    Deformatie

  • Deformarea plastica prin laminareStructura sub forma de benzi la deformarea plastica a unui otel ferito-perlitic

    Graunti originali

    Rola superioara

    Rola inferioara

    Graunti alungiti

    Graunti noi in crestere

    Graunti noi in formare

    Recristalizare completa (grauni noi echiaxi)

  • Produse obinute prin deformare plastica

  • TragereSchema de principiu la tragere:1 semifabricatul iniial; 2 matri; 3 suport port scul; 4 produsul tras; 5 dispozitiv de tragere; 6 dorn; 7 tij suport.

  • Produse obinute prin tragere

  • EXTRUDAREA

  • Produse extrudate

  • Forjarea/MatritareaSchema de principiu a matririi.1 semifabricat iniial; 2- locaul inferior de matriare; 3 semi-matria inferioar; 4 abot sau nicoval; 5;10 ghidaje coad de rndunic; 6;11 pene de reglare; 7 semi-matria superioar; 8 locaul superior de matriare; 9 berbecul ciocanului sau culisoul presei; 12 piesa brut; matriat; 13 plus de material; 14- canal bavur; 15 bavur; 16 piesa matriat; 17 puntiele gurilor.

  • Indoirea

  • Ambutisarea

  • Curbarea

  • Utilaje pentru deformare plastica

  • Efectul elementelor de aliere

  • Efectul elementelor de aliere

  • Efectul elementelor de aliere

    Element si simbolSolubilitate in solutia solidaEfectul asupra feriteiEfectul asupra austenitei(calibilitate)Influenta asupra carburilorRol principalFe gamaFe alfaTendinta de formare a carburilorActiune prin mentinere la temperaturaNichel (Ni) Nelimitata10% , independent fata de continutul de C Creste rezistenta si tenacitatea solutiei solide Creste putin calibilitatea, stabilizeaza austenita prin cresterea continutului de C Grafitizeaza mai putin decat Fe Foarte putin in concentratii reduse a. Creste rezistenta otelurilor necalite sau revenite . b. Mareste tenacitatea otelurilor ferito-perlitice mai ales la temperature scazute. c. Stabilizeaza structura austenitica in aliaje inalt aliate cu Cr/Fe. Vanadiu (V) Aprox. 1% (in oteluri cu 0.2% C poate fi de 4%) Nelimitata Durificare moderata in solutia solida. Creste calibilitatea foarte mult prin dizolvare in solutia solida. Foarte puternic Valoare maxima pentru durificarea prin precipitare secundara a. Promoveaza marirea temperaturii de crestere a granulatiei fine austenitice. b. Mareste calibilitatea in stare dizolvata. c. Creste rezistenta la recoacere si determina efecte majore de durificare secundara.Cobalt (Co) Nelimitata75% Durifica considerabil solutia solidaScade calibilitatea ca element dizolvatSimilar cu Fe Mareste duritatea prin solutie solida a. Contribuie la cresterea fragilitatii la rosu prin durificarea feritei. b. Element de aliere in anumite oteluri rapide pentru scule.

  • Efectul elementelor de aliere

  • Efectul elementelor de aliere

  • Clasificarea otelurilor dup destinaieOteluri pentru construcii 2. Oteluri pentru aparate sub presiune3. Oteluri pentru evi de conducte 4. Oteluri pentru construcii mecanice 5. Oteluri pentru armarea betonului 6. Oteluri pentru beton precomprimat 7. Oteluri pentru sine 8. Oteluri pentru deformare plastica cu rezistenta sczuta9. Oteluri pentru deformare plastica cu rezistenta ridicata10. Oteluri pentru ambalare11. Oteluri pentru electrotehnica

  • Clasificarea otelurilor dup compoziia chimica, conform SR EN 10020:2003,SR EN 10027-1:20051. Oteluri nealiate (cu excepia otelurilor pentru automate) cu coninut mediu de Mn
  • 1. Oteluri nealiateOelurile nealiate conin, pe lng fier i carbon, cantiti limitate din elemente precum: Mn 0,8 %, Si 0,5 %, P 0,05 %, S 005 %. n funcie de coninutul de carbon aceste oeluri sunt grupate n: oeluri moi (C < 0,3 %),oeluri semidure (C = 0,3 0,6 %)oeluri dure (C > 0,6 %). Oelul cu un coninut de C < 0,08 % poart numele de fier tehnic sau fier ARMCO.

  • Oteluri nealiate speciale, conform SR EN 10020:2003

  • Oteluri nealiate speciale, conform SR EN 10020:2003Cerine

  • Clasificarea otelurilor nealiate in funcie de procedeele de prelucrareBH durificare prin recoacere; CMn, oteluri aliate cu carbon si mangan; Mild, oteluri slab aliate; CP, oteluri cu faze complexe; DP, oteluri bi-fazice; HSLA, oteluri de mare rezistenta slab aliate; IF, oteluri fara incluziuni interstitiale; IS, oteluri cu caracteristici izotropice; MART, oteluri martensitice; TRIP, oteluri cu plasticitate ridicata si transformare de faza.Limita de curgere, MPaAlungirea, %

  • Oteluri nealiate speciale, conform SR EN 10020:2003Marci de oteluri:

  • Oteluri deformate plastic la cald cu structura ferito-perlitica Microstructura ferito-perlitica se obine prin rcirea in aer a seciunilor tablelor sau profilelor masive in timpul prelucrrii prin laminare.In otelurile cu coninut redus de carbon, ferita reprezint constituentul majoritar al microstructurii in timp ce cantitatea de perlita este direct proporionala cu coninutul de carbon, atingnd valori de maxim 0,25% C. Pornind de la microstructurile de baza obinute in mod tradiional in otelurile carbon si slab aliate dup procesarea prin deformare plastica la cald, s-a trecut la cresterea caracteristicilor otelurilor prin microaliere.

  • Efectul elementelor de microaliere si nsoitoareManganul si siliciul contribuie la consolidarea feritei prin soluie solida si au efecte favorabile asupra diametrului mediu al gruntelui in conformitate cu ecuaia Hall Petch. Se poate constata ca procente de perlita relativ reduse in otelurile carbon si slab aliate nu afecteaz valorile limitei de curgere dar influeneaz tensiunea uniforma de rupere si modul de rupere. Azotul dizolvat interstiial in soluia solida prezint un potenial efect de consolidare asupra microstructurii feritice si mrete semnificativ temperatura de tranziie a rezilienei, promovnd ruperea fragila.Sulful, care formeaz incluziuni grosolane de MnS, dei nu afecteaz rezistenta de rupere si efectul de durificare, furnizeaz micro amorse de rupere sau promoveaz iniierea micro-golurilor la ruperea ductila.

  • Prelucrarea prin deformare plastica Diagrama de prelucrare temperatura-timp pentru deformarea plastica la rece urmata de recoacere in cazul otelurilor carbon slab aliate.

  • Oteluri deformate plastic la rece si recoapte Prelucrarea termo-mecanic la rece urmata de recoacere determina formarea microstructurii cu ferita recristalizata deformabila, chiar la valori inferioare temperaturii punctului Ac1, fra formare de austenita. Noile tipuri de oteluri bi-fazice si TRIP sunt astfel supuse unei recoaceri intercritice, cu nclzire intre temperaturile Ac3 si Ac1, determinnd formarea unor mici cantiti de austenita intre grunii echiacsi de ferita.La rcirea unei astfel de structuri, austenita se transforma in ferita sau perlita, cu finisarea granulaiei si consolidarea matricei metalice. Deformarea plastica la rece durifica microstructura de ferita si determina reducerea ductilitii.Recoacerea aplicata dup deformarea plastica determina refacerea ductilitii feritei tensionate si promoveaz efecte de recristalizare.

  • Modificri microstructurale la deformarea plastica

  • Evoluia structurii prin deformare si recoacereEfecte de recristalizare la recoacere; Microstructura unui otel cu 0,003% C deformat plastic la rece 60%. (b) Microstructura aceluiai otel dup recoacere la 540 oC timp de 2 ore. Dup aplicarea unei reduceri la deformarea plastica de 80%, microstructura prezint gruni echiacsi de ferita fina. Microscopie optica, atac cu Nital, 100x.

  • Evoluia structurii prin deformare si recoacereMicrostructura unui otel cu 0,08% C ,1,45% Mn, 0,21% Si: Deformat plastic la rece cu reducere 50%. Recopt la 700oC timp de 20 min. Microscopie optica, atac cu Nital.

  • Oteluri deformate plastic la rece recoapte pentru cresterea deformabilitii Pentru anumite aplicaii sunt necesare reduceri foarte mari ale grosimii in procesul de laminare. In particular, anumite semifabricate sunt supuse unor prelucrri de ndoire sau ambutisare adnca, ce pot determina ruperea materialului. Pentru astfel de aplicaii s-au elaborat mrci de oteluri cu deformabilitate ridicate, dezoxidate cu aluminiu si coninut redus de carbon, laminate la cald apoi laminate la rece si recoapte pentru obinerea unor caracteristici excelente.Astfel de oteluri, cu coninut redus de incluziuni (IF), recoapte in regim continuu, sunt printre cele mai noi mrci produse pe plan mondial. Coninuturile reduse de aluminiu de 0,03% si cele de azot situate in intervalul 20 40 ppm, temperaturile de laminare la cald sczute, in jur de 890 oC, menin aluminiul si azotul dizolvate in soluia solida de austenita si previn precipitrile de nitruri de aluminiu in ferita.

  • Efectul compoziiei chimice asupra caracteristicilor mecanice Curbele tensiune-deformaie exemplifica modul in care cresterea coninutului de perlita, influenat de coninutul de carbon, afecteaz comportarea la deformare si rupere a matricei metalice, datorita reducerii tensiunilor de tip Luders si creterii efectului de consolidare. Dei finisarea granulaiei determina cresterea limitei de curgere, acest lucru nu afecteaz instabilitatea curgerii plastice si tensiunea uniforma de deformare. Diagrame schematice tensiune-deformaie care reliefeaz efectul coninutului de carbon sau a finisrii granulaiei asupra comportrii la deformare si rupere: (a) coninutul de carbon si (b) dimensiunea granulaiei asupra deformaiei uniforme * in oteluri carbon.

  • Efectele tratamentelor termiceVariante ale proceselor de tratare termica dup prelucrare prin deformare plastica si recoacere continua a unor oteluri carbon si slab aliate.

  • Efectele tratamentelor termice combinate cu deformare plastica

  • Tratamente termo-mecaniceDiagrama de tratament termo-mecanic si laminare controlata pentru oteluri carbon slab aliate. Prelucrare normala; (b) Laminarea controlata pentru oteluri C-Mn;(c) Laminarea controlata pentru oteluri cu Nb;(d) Laminarea controlata pentru oteluri cu Nb si sfrit de prelucrare sub Ac3.

  • Direcii de dezvoltareValorile rezistentei mecanice sunt in prezent obinute prin finisarea granulaiei feritice, prin adugarea unor elemente de microaliere precum: aluminiu, vanadiu, niobiu, titan, in combinaie cu aplicarea unor tratamente termice sau termo-mecanice.In acest fel, este posibila cresterea rezistentei otelurilor fata de fisurarea la rece, mbuntirea comportrii la coroziunea tenso-fisurant, cresterea rezistentei fata de ruperea fragila in zonele ZIT-ului sudurilor, fr a afecta rezistenta globala a materialului de baza, ductilitatea si tenacitatea acestuia.Otelurile HSLA prelucrate prin deformare controlata prezint valori curente ale limitei de curgere situate in domeniul 350-550 MPa. Cresterea valorilor de rezistenta mecanica este posibila in continuare prin aplicarea unor tratamente termice de clire urmata de revenire.

  • Proprietile mecanice ale sudurilorProgresul recent al procedeelor tehnologice de prelucrare a permis dezvoltarea unor noi clase de oteluri cu caracteristici superioare de utilizare. Astfel, in ultimele decade, eforturile cercettorilor s-au materializat cu precdere asupra realizrii unor materiale de adaos care sa asigure un maxim de tenacitate si ductilitate posibil pentru otelurile de mare rezistenta, caracteristici necesare pentru asigurarea unui control riguros al structurii sudurii si comportrii in exploatare a acestora. Opinia unanim acceptata este aceea ca, structura cu ferita aciculara permite obinerea unui optim al proprietilor mecanice, att de rezistenta cat si de tenacitate sau ductilitate, datorita nivelului ridicat al densitii de dislocaii si dimensiunii reduse a grunilor.

  • Proprietile mecanice ale sudurilorFenomenele de formare a unor cantiti mari de bainita superioara, ferita Widmanstatten sau ferita aciculara precipitate pe limitele de grunte sunt considerate duntoare pentru caracteristicile de tenacitate, deoarece astfel de structuri permit propagarea prefereniala a fisurilor, in special de-a lungul filmelor continue de carburi prezente intre plachetele fine de ferita.Pentru asigurarea unui control benefic al coninutului de ferita aciculara in suduri, s-a apelat la alierea materialelor de adaos cu dezoxidani compleci de tipul Si, Mn, Al, Ti, in combinaie cu adugarea unor elemente de aliere precum Nb, V, Cu, Ni, Cr, Mo, B.

  • Proprietile mecanice ale sudurilorIn acest context, microstructura finala a custurii sudate depinde de interaciunile complexe dintre respectivele elemente de aliere si matricea metalica de nglobare, exemplificate prin:Coninutul total al elementelor de aliere;Concentraia, compoziia chimica, dimensiunea si distribuia incluziunilor nemetalice;Microstructura de solidificare;Dimensiunea gruntelui ereditar de austenita;Ciclul termic la sudare.

  • Proprietile mecanice ale sudurilorDei modificrile microstructurale care au loc in metalul sudat la rcirea in domeniul critic de transformare sunt practic asemntoare celor care apar la procesele de laminare sau la tratamentul termic al otelurilor, condiiile particulare de rcire ale sudurilor fac sa apra diferene structurale majore, datorate comportrii puternic anizoterme a materialului supus proceselor de nclzire/rcire din zona sudata.De exemplu, in custura sudata a unui otel, fracia volumic a incluziunilor nemetalice este considerabil mai mare comparativ cu cea ntlnita la produsele turnate, ca urmare a limitrii timpului de cretere si separare a particulelor de faza secundara.

  • Proprietile mecanice ale sudurilorOxigenul joaca un rol determinant in procesul de contaminare a custurii, deoarece numeroase elemente de aliere formeaz rapid oxizi in timpul sudarii care se regsesc apoi sub forma de incluziuni. Aceste incluziuni au si un efect favorabil de influenare a germinrii fine a gruntelui austenitic prin asigurarea unor multipli germeni de cristalizare, precum si prin finisarea granulaiei in urma transformrii in ferita aciculara. In plus, in timpul solidificrii sudurii, elementele de aliere si impuritile tind sa se separe sub forma de segregaii interdendritice sau intergranulare in condiiile rcirii rapide la sudare.Existenta unui gradient masiv de segregare altereaz cinetica reaciilor de transformare de faza. In consecina, comportarea metalului sudat fata de transformrile de faza difer de cele care se produc in materialul de baza, chiar daca nu exista diferene notabile ale compoziiei chimice, ceea ce poate afecta integritatea structurala si mecanica a custurii.

  • Oeluri normalizate Deriv din oelurile C-Mn, sunt calmate special cu Al, rezultnd astfel o granulaie fin datorit precipitrii nitrurii de Al. Coninutul mediu de carbon se situeaz n jurul valorii de 0,2%, limita de curgere fiind de 355 MPa. Micorarea coninutului de carbon mbuntete substanial sudabilitatea, mai ales sub aspectul micorrii pericolului de fisurare la rece. Dei sunt oeluri de rezisten mare ele se pot suda fr prenclzire pn la grosimea de 20mm.Exemple: U47C: 0,07%C, 1,6%Mn, 0,006%S; 0,26%Si; 0,013%P, 0,030%Al, microaliat cu Ni, Cu, Nb.Prin adugarea separat sau concomitent a unor elemente de microaliere cum sunt Nb, V, Ti, Ni, Cu, se promoveaz efecte de consolidare prin precipitare dispers notate cu (A) care, cumulate cu micorarea granulaiei, notat cu (K), duce la obinerea unei clase de oeluri superioare.Scderea coninutului de C la 0,10% sau chiar sub aceast valoare simbolizat prin sgeata (C), determina apariia oelurilor din clasa I, cu temperatur de tranziie mic i limit de curgere acceptabil (n jur de 450 MPa).

  • Oeluri clite n ap i revenite (Q-T) Clirea martensitic sau bainitic determin apariia unei structuri foarte fine care i confer materialului o consolidare puternic (pe de o parte prin densitatea mare de dislocaii) i, uneori, o tenacitate mare.Revenirea dup clire nu afecteaz granulaia dar modific densitatea de dislocaii i dispersia precipitrilor, astfel nct, de regul, determin o oarecare scdere a rezistenei i o cretere substanial a tenacitii.n acest fel este posibil o asociere foarte convenabil a unei rezistene mecanice mari cu o tenacitate la nivel necesar diferitelor construcii sudate.Obinerea acestor nsuiri de rezisten este posibil n condiiile unui coninut foarte mic de C, deci oelurile pot avea i o sudabilitate bun.

  • Apariia martensitei la clireDaca austenita poate fi rcita foarte rapid, transformarea cu difuzie controlata in ferita, perlita si chiar bainit nu mai este posibila. In schimb, austenita devine att de instabila nct i modifica structura cristalina prin micarea diferitelor blocuri de atomi simultan pe distante mici.Produsul transformat este martensita, o faza metastabila, care, la fel ca bainita, nu apare in diagrama de echilibru deoarece nu exista in condiii de echilibru.

  • Apariia martensitei la clireStructura martensitic este rezultatul faptului ca otelul nu are suficient timp pentru a se transforma din austenita in ferita, datorita cantitii mari de carbon din austenita, mult superioara solubilitii carbonului in ferita.Acesta suprasaturare de carbon mpiedica formarea structurii feritice, martensita fiind o structura de compromis. Poate fi considerata ca o ferita puternic deformata datorita coninutului mare de carbon care este plasat in spatiile interstiiale din martensita.Ca urmare, martensita are o structura tetragonala cu volum centrat, derivata din cubic cu volum centrat. Rearanjarea atomilor in structura cristalului si tensiunile asociate prezentei carbonului in exces determina cresterea duritii si reducerii ductilitii martensitei.

  • Transformarea structurii cristaline la formarea martensiteiStructura c.v.c. a feritei.Structura tetragonal cu volum centrat a martensitei.

  • Durificarea martensiteiNivelul de distorsionare a reelei cristaline depinde de coninutul de carbon (cu cat este mai mult carbon dizolvat in martensita cu att duritatea creste).

    Dimensiunea parametrului reelei cristaline,

  • Martensita de clire

  • Efectul vitezei de rcire asupra tipului de structura

  • Oeluri clite n ap i reveniteCompoziia chimica necesara se stabilete si in funcie de grosimea maxima a semifabricatelor. In general chiar si la oteluri normalizate de grosime mare caracteristicile de rezistenta si tenacitate sunt mai slabe cu cit grosimea este mai mare datorita neomogenitilor de natura chimica si metalurgica precum si datorita gradului mai mic de prelucrare prin deformare plastica(efect de coroiaj).La otelurile Q-T, in plus mai intervine si problema adncimii de clire care trebuie sa fie cel puin egala cu grosimea produsului. Aceste probleme apar pentru ca la clire viteza de rcire variaz pe grosime(in sensul ca scade de la periferie ctre centru).Pentru mrirea adncimii de clire este necesara micorarea vitezei critice de clire martensitic sau bainitic. In acest fel este necesara adugarea unor elemente de aliere cum sunt: Cr, Ni, Mo, B, Zr.

  • Oeluri clite n ap i revenitePentru obinerea granulaiei fine prin micorarea gruntelui de austenita existenta nainte de clire, se recurge la microaliere cu V si Ti urmrindu-se si efectul creterii tenacitii.In plus Ti si Zr au ca efect secundar favorabil si aducerea la o form convenabil a sulfurilor din oteluri. oteluri NiMo si CrMoTi la care se obin caracteristici de rezistenta in jurul si peste nivelul maxim corespunztor otelurilor normalizate. b)oteluri CrMoZr si NiCrMoB cu limita de curgere ~700MPa si cu tenacitate egala cu cele ale otelurilor normalizate cu limita de curgere de numai 450 500 MPa.oteluri NiCrMoV care au >880MPa

    800

    1000

    [MPa]

    Rc

    Tt

  • Oteluri tratate termo-mecanic In funcie de coninutul in carbon exista urmtoarea clasificare: 1.oteluri ferito-perlitice, cu 0,1%C, microaliate cu Nb, V, Ti individual sau asociat.2.oteluri bainitice, cu C
  • Oteluri cu rezistenta mrita la coroziunea atmosferica Agresivitatea relativ mica a mediului atmosferic si alte considerente economice fac, de regula, neconvenabila utilizarea otelurilor inoxidabile (excepie fac operele de arta). Soluia intermediara se bazeaz pe utilizarea otelurilor patinabile care sunt oteluri slab aliate C-Mn, cu Cr, Cu, V, in cantitate totala mai mica de 1%.Agresiunea chimica a agenilor naturali determina formarea, datorita prezentei acestor elemente de aliere, a unui strat de oxizi compact si aderent care realizeaz urmtoarele efecte:protecie mecanica fata de contactul direct mediu-metal;protecie electrochimica, ce duce la ncetinirea vitezei de coroziune;oxidarea superficiala, cu precdere a fierului, ducnd la cresterea locala a concentraiei elementelor de aliere pe suprafaa, micornd astfel viteza de coroziune.

  • Oteluri cu rezistenta mrita la coroziunea atmosfericaRCA37 este un otel slab aliat cu Cr, Cu, P si si face parte din clasa de rezistenta =370MPa. Este calmat si prezint urmtoarea compoziie chimica: C
  • Oteluri cu rezistenta mrita la coroziunea atmosfericaSe observ c deosebirea ntre vitezele de coroziune n atmosfera urban este relativ mic la oelurile patinabile fa de cele obinuite dar devine foarte important n cazul atmosferelor puternic poluate cnd cel mai bine se comport oelul RCB 52.Asemenea oeluri nu prezint particulariti deosebite la sudare. Factorii decisivi care determin alegerea unei anumite mrci de oel sunt coninutul de CO2 din atmosfer i durata n care umiditatea relativ depete 60% la temperaturi peste 00C (de exemplu stlpi pentru linii de nalt tensiune, material rulant, construcii metalice).

  • Oteluri cu plasticitate garantata pe direcia grosimii Odat cu cresterea grosimii produselor sudate se manifesta tensiuni proprii permanente (datorate sudarii) si pe direcia grosimii. Unele soluii constructive determina apariia unor solicitri mecanice datorate sarcinilor si pe direcia grosimii. In aceste condiii se manifesta pericolul destrmrii lamelare, mai ales in zona sudurilor.Fenomenul este condiionat de urmtorii factori: nivelul tensiunilor totale (permanente si din sarcini) care solicita materialul pe direcia grosimii;coninutul de hidrogen difuzibil din custura de sudura care migreaz spre materialul de baza;coninutul de sulf.

  • Masuri tehnologice pentru asigurarea plasticitii garantate pe direcia grosimiiinnd cont de faptul c destrmarea lamelar e cauzat de existena incluziunilor aliniate n iruri, msurile tehnologice suplimentare la elaborarea primar a acestor oeluri vizeaz mai ales minimizarea cantitii unor asemenea incluziuni i garantarea dispunerilor celor rmase ntr-o topografie favorabil.Msurile tehnologice suplimentare pentru reducerea anizotropiei caracteristicilor mecanice sunt, n esen, urmtoarele:a) realizarea unor coninuturi sczute sau foarte sczute de sulf- la un oel cu destinaie special, S=0,045-0,06%; - la un oel cu granulaie fin, S=0,03-0,04%; - la un oel cu plasticitate garantata, S=0,01-0,025%;b) modificarea sulfurilor prin utilizarea calciului sau ceriuluic) intervenii asupra practicilor de dezoxidare i turnare.

  • Masuri tehnologice pentru asigurarea plasticitii garantate pe direcia grosimiiCaracteristic pentru aceste oteluri este prescrierea valorii minime a gtuirii la rupere determinat pe epruvete extrase pe direcia grosimii.Pentru acest parametru se prescrie valori, in funcie de clasa de calitate, ntre 10 i 25%, cteodat i peste 25%.Aceasta pentru c s-a constatat o corelaie ntre gtuirea la rupere i tensiunea de rupere pe direcia grosimii.Se evideniaz c dac Z(10-20)%, capacitatea de ncrcare pe direcia grosimii, deci i rezistena fat de destrmarea lamelar, crete substanial. Pentru z=20% i pentru aceast valoare se tinde spre valorile minime garantate pentru rezistena la rupere. La sudare, n comparaie cu oelurile cu aceeai compoziie chimic principal, oelurile Z au o tendin de durificare n ZIT, ceva mai mare, rezultnd i pericolul fisurrii la rece mai mare.

    1,3

    1,5

    Z [%]

    1,1

    1,2

    30

    1,4

    0

    10

    20

    40

    50

    60

  • Oteluri aliateOelurile aliate conin unul sau mai multe elemente de aliere uzuale, n concentraii mai mari dect n oelurile carbon, precum i alte elemente de aliere: Cr, Ni, Ti, W, V, Mo, Co, B,N, etc. n funcie de coninutul de total al acestor elemente, oelurile se clasific n:oeluri slab aliate ( elementelor de aliere < 5 %) oeluri mediu aliate ( elementelor de aliere = 5 ... 10 %)oeluri nalt aliate ( elementelor de aliere > 10 %)

  • Oteluri slab aliate Dezvoltarea cu precdere a otelurilor slab aliate de mare rezistenta (cunoscute in literatura de specialitate internaionala sub simbolizarea HSLA) a fost dictata de cerinele pieei, cum ar fi: rezistenta mecanica din ce in ce mai mare, mbuntirea tenacitii, ductilitii si deformabilitii, cresterea sudabilitii.Pentru a reuni aceste cerine contradictorii, procentul de carbon a fost progresiv sczut ctre 0,10%C, urmnd ca efectul de cretere a rezistentei mecanice sa se obin prin alierea cu alte elemente chimice, neprohibitive din punctul de vedere al asigurrii caracteristicilor de tenacitate si plasticitate.