753.2 Duritatea i coninutul n carbonCAPITOLUL 3

PRINCIPII GENERALE DE SELECIE A OELURILOR PENTRUMBUNTIRE3.1Tipuri de solicitriOelurile pentru mbuntire se folosesc atunci cnd natura solicitrilor este una sau o combinaie ntre urmtoarele: a)Traciune pur b)Forfecare c)ncovoiere d)Torsiune e)oc f)Uzare abrazivDe cele mai multe ori solicitrile de traciune, forfecare, ncovoiere i torsiune au un caracter ciclic. Dac amplitudinea deformaiei ciclice este mai mic de 0,1% se consider c exist condiii de oboseal Ia limita anduranei (de lung durat) prin care durata de via este de obicei mai mare de 200.000 cicluri. Cnd deformaia se apropie de 0,5% se presupune c exist condiii de oboseal la ciclu scurt (de scurt durat) n care durata de via este mai mic de 200.000 cicluri. ntruct ruperea prin oboseal se poate produce la tensiuni cu mult mai mici dect limita de curgere a materialului, cerinele inginereti trebuie s fie cunoscute nu numai la nivel de tensiune maxim ci i de durat de via prescris n condiii de ncrcare dinamic.Nu este neobinuit ca proiectanii s ezite sau uneori s refuze precizarea exact a cerinelor minime inginereti. Motivele sunt legate fie de necesitatea unui efort prea mare i a unui timp prea lung pentru o evaluare pertinent, fie de o necunoatere a modului de determinare. Totui trebuie fcut precizarea c dac proiectantul nu definete cerinele minime inginereti, altcineva de obicei cu o calificare mai puin nalt va trebui s le ghiceasc.In cazurile cnd predicia tensiunilor dintr-o structur complex este dificil, se recurge deseori la metode experimentale pentru evaluarea deformaiilor (tensometrie, fotoelasticimetrie, lacuri casante, etc.). Mormaiile obinute dintr-un asemenea test arat validitatea estimrilor anterioare cu privire la amplitudinea tensiunilor, frecvena i direcia acestora. Cu ct cerinele minime inginereti pot fi detenninate mai precis, cu att va fi posibil o selecie mai exact a oelului i o prescriere mai corect a tratamentului termic.3.2Duritatea i coninutul n carbonPentru stabilirea cerinelor minime inginereti se necesit cunoaterea interdependenei dintre rezistena mecanic, coninutul n carbon, duritate i microstructur. La orice oel tratat termic duritatea i microstructura variaz n funcie de compoziia chimic i de severitatea clirii. Duritatea necesar i coninutul minim753.2 Duritatea i coninutul n carbon

743. Principii generale de selecie a oelurilor pentru mbuntire753.2 Duritatea i coninutul n carbonn carbon sugerat pentru atingerea rezistenei mecanice impuse pot fi determinate cu ajutorul nomogramei din figura 3.1.

Figura 3.1 Determinarea coninutului minim n carbon i a duritii necesare pornind de la valorile impuse pentru limita de curgere sau rezistena la rupere.Aceste corelaii se bazeaz pe o microstructur alctuit din cel puin 95% martensit revenit. O asemenea microstructur (troostit i sorbit de revenire) asigur o mbinare optim a caracteristicilor de rezisten mecanic cu cele de ductilitate i tenacitate. Pentru a folosi nomograma din figura 3.1 se recomanda ca duritatea obinut n urma clini martensitice volumice s fie cu cel puin cinci uniti HRC mai mare dect cea final, prescris Ia revenire.Legtura dintre duritatea oelului dup revenire i duritatea rniriim necesar a fi obinut la cirea martensitic este artat n figura 3.2.Dei aceast diagram nu indic proporia rninim de martensit necesar n microstructura oelului clit, se recomand ca Ia folosirea ei s se aleag oeluri care posed duritatea respectiv la o proporie de peste 90% martensit de clire.Odat ce sunt cunoscute cerinele de duritate i de microstructur, mpreun cu coninutul minim n carbon, se va trece la selecia materialului i a tratamentului termic. Mediul de rcire utilizat la clire este corelat cu gradul de aliere al oelului pentru atingerea clibilitii necesare.

1Q 15 20 25 30 35 0 5 5 0 55 60 65 70Duritatea dup revenire; HRC|Figura 3.2 Duritatea minim necesar dup clire n funcie de duritatea finalobinut n urma revenirii.

In tabelul 3.1 se indic principalele mrci de oeluri romneti pentru mbuntire, iar n anexa A sunt redate prescripiile de compoziie chimic i principalele date cu care opereaz proiectantul i executantul de produse din asemenea materiale.Caracteristicile acestor materiale n conformitate cu norma european EN 30083-2 sunt prezentate n tabelele 3.2...3.5.

Tabelul 3.1 Oeluri pentru mbuntire

Oeluri nealiateOLC25; OLC35; OLC45; OLC50; OLC55; OLC60Oeluri aliate Cr-Mo34MoCrll;42MoCrllOeluri aliate Cr-Ni-Mo30MoCrNi20; 34MoCrNil6Oeluri aliate Si-Mn35MnSil3Oeluri aliate Si-Cr-Mn31MnCrSil 1; 36MnCrSil3Oeluri aliate Ni-Cr40CrNil2Oeluri aliate Cr-Mn-V51VMnCrllOeluri aliate Cr-Al-Mo39MoAlCrl5

33 Alegerea mediului de rcireConsideraiile care se au n vedere la alegerea mediului de rcire sunt urmtoarele: a)Utilizarea facilitilor disponibile de clire b)Lipsa fisurilor de clire c)Evitarea deformaiilor excesive d)Obinerea distribuiei dorite a tensiunilor rezidualeStabilirea modului n care o pies poate fi durificat este n mare parte o art, care poate fi nvat numai printr-o experien foarte mare. Totui liniile directoare prezentate n cele ce urmeaz pot fi de mare ajutor:753.2 Duritatea i coninutul n carbonTabelul 3.2 Compoziia chimic a oelurilor pentru mbuntire

OELCompoziia chimic, %NumeNumrCSi max.MnP max.SCrMoNiVCr+Mo+Ni maxC22E1.11510,17-0,240,400,40-0,700,035max.0,035max.0,40max.0,10max.0,40-0,63C22R1.1149

0,020-0,040

(C25E)(1.1158)0.22-0,290,400.40-0,700,035max.0,035max.0,40max.0,10max.0,40-0,63C25R)(1.1163)

0,020-0,040

C30E)(1.1178)0,27-0,340,400,50-0,800,035max.0,035max.0,40max.0,10max.0,40-0,63(C30R)(1.1179)

0,020-0,040

C35E(.11810,32-0,390,400,50-0,800,035max.0,035max.0,40max.0,10max.0,40-0.63C35R1.1180

0,020-0,040

(C40E)(1.1186)0.37-0,440,400.50-0,800,035max.0,035max.0,40max.0,10max.0,40-0,63(C40R)1.1189

0.020-0,040

C451.11910.42-0,500,400.50-0,800,035max.0,035max.0,40max.0,10max.0,40-0,63C45R1.1201

0,020-0,040

(C50E)(1.1206)0,47-0,550,400.60-0,900,035max.0,035max.0,40max.0,10max.0,40-0,63(C50R)(1.1241)

0,020-0,040

(C55E)(1.1203)0,52-0,600,400.60-0,900,035max.0,035max.0,40max.0,10max.0,40-0,63(C55R)(1.1209)

0,020-0,040

C60E1.12210,57-0,650,400,60-0,900,035max.0,035max.0,40max.0,10max.0,40-0,63C60R1.1223

0,020-0.04p

28Mn61.11700,25-0,320,401,30-1,650,035max.0,035max.0,40max.0,10max.0,40-0,6338Cr21.70030.35-0,420,400,50-0,800,035max.0,0350,40-0,60----38CrS21.7023

0.020-0,040

Tabelul 3.2 Compoziia chimic a oelurilor pentru mbuntire ( continuare)

46Cr21.70060,42-0,500,400,50-0.800,035max.0,0350,40-0,60----46('rS21.7025

0.020-0,040

34Cr41.70330,30-0,370,400.60-0,900,035max.0,0350.90-1,20----34CrS41.7037

0,020-0,040

37C'r41.70340,34-0,410,400.60-0,900,035max.0,0350,90-1,20--

-37CrS41.7038

0.020-0,040

41CY41.70350,38-0,450,400,60-0,900,035max.0,0350,90-1.20----41CYS41.7039

0,020-0,040

25CrMo4.1.72180,22-0,290,400,60-0,900,035max.0,0350,90-1,200,15-0,30---25CrMoS41.7213

0,020-0.040

34CrMo41.72200,30-0,370.400,60-0,900,035max.0,0350.90-1,200.15-0,30---34CrMoS41.7226

0,020-0,040

42CrMo41.72250,38-0,450,400,60-0,900,035max.0,0350,90-1.200,15-0,30---42CrMoS41.7227

0,020-0,040

50CrMo41.72280,46-0,540,400,50-0,800,035max.0,0350,90-1,200,15-0,30---36CrNiMo41.65110,32-0,400,400,50-0,800,035max.0,0350,90-1,200,15-0,300,90-1,20--34CrNiMo61.65820,30-0,380,400,50-0,800,035max.0,0351,30-1,700,15-0,301,30-1,70--30CrNiMo81.65800.26-0,340,400.30-0,600,035max.0,0351,80-2,200,30-0,501,80-2,20--36NiCrMol61.67730,32-0,390.400,30-0,600,030max.0.0251,60-2,000,25-0,453,60-4,10--51CrV41.81590,47-0,550,400,70-1,100,035max.0,0350,90-1,20--0,10-0,25-783. Principii generale de selecie a oelurilor pentru mbuntire783. Principii generale de selecie a oelurilor pentru mbuntireTabelul 3.3 Parametrii tehnologici de baz ai tratamentului de mbuntire

OELTemp. de clire, CMediu de rcire la clireTemp. de revenire, CNumeNumr

C22E C22R1.1151 1.1149860-900Ap550-660C25E C25R1.1158 1.1163860-900

C30E C30R1.1178 1.1179850-890

C35E C35R1.1181 1.1180840-880Ap sau ulei

C40E C40R1.1186 1.1189830-870

C45E C45R1.1191 1.1201820-860

C50E C50R1.1206 1.1214810-850Ulei sau ap

C55E C55R1.1203 1.1209805-845

C60E C60R1.1221 1.1223800-840

28Mn61.170830-870Ap sau ulei540-68038Cr2 38CrS21.7003 1.7023830-870Ulei sau ap540-68046Cr2 46CrS21.7006 1.7025820-860Ulei sau ap540-68034Cr4 34CrS41.7033 1.7037830-870Ap sau ulei540-68037Cr4 37CrS41.7034 1.7038825-865Ulei sau ap540-68041Cr4 41CrS41.7035 1.7039820-860Ulei sau ap540-68025CrMo4 25CrMoS41.7218 1.7213840-880Ap sau ulei540-680Tabelul 3.3 Parametrii tehnologici de baz ai tratamentului de mbuntire, (continuare)

OELTemp. de clire,CMediu de rcire la clireTemp. de revenire, CNumeNumr

34CrMo4 34CrMoS41.7220 1.7226830-870Ulei sau ap540-68042CrMo4 42CrMoS41.7225 1.7227820-860Ulei sau ap540-68050CrMo41.7228820-860Ulei540-68036CrNiMo41.6511820-860Ulei sau ap540-68034CrNiMo61.6582830-860Ulei540-66030CrNiMo81.6580830-860Ulei540-66036NiCrMol61.6773865-885Aer sau ulei550-65051CrV41.8159820-860ulei540-680803. Principii generale de selecie a oelurilor pentru mbuntire