Prof. dr. ing. EUGEN CAZIMIROVICI

Dr. ing. MARCEL VALERIU SUCIU

LAMINAREA MATERIALELOR METALICE SPECIALEPartea a V-a: BAZELE LAMINRII ALIAJELOR SPECIALE ALE UNOR METALE NEFEROASE UOARECapitolul 15 Laminarea aliajelor neferoase speciale cu baz de aluminiu.. 15.1 Proprieti fizico-mecanice i tehnologice ale metalului de baz... 15.2 Principalele proprieti ale aliajelor speciale cu baz de aluminiu destinate laminrii....................................................................... 15.3 Influena elementelor de aliere n aliajele speciale cu baz de aluminiu...................................................................................... 15.4 Parametrii tehnologici de laminare a aliajelor speciale cu baz de aluminiu.................................................................................. 15.5 Prelucrarea termomecanic a aliajelor speciale cu baz de aluminiu...................................................................... Capitolul 16 Laminarea aliajelor neferoase speciale cu baz de magneziu... 16.1 Proprieti fizico-mecanice i tehnologice ale metalului de baz.. 16.2 Principalele proprieti ale aliajelor speciale cu baz de magneziu destinate laminrii....................................................... 16.3 Influena elementelor de aliere n aliajele speciale cu baz de magneziu.................................................................... 16.4 Parametrii tehnologici de laminare a aliajelor speciale cu baz de magneziu................................................................................. Capitolul 17 Laminarea aliajelor neferoase speciale cu baz de titan........... 17.1 Proprieti fizico-mecanice i tehnologice ale metalului de baz.. 17.2 Principalele proprieti ale aliajelor speciale cu baz de titan destinate laminrii....................................................................... 17.3 Influena elementelor de aliere n aliajele speciale cu baz de titan............................................................................. 17.4 Parametrii tehnologici de deformare a aliajelor speciale cu baz de titan.......................................................................... Bibliografie........................................................................................................... http://marcel.suciu.eu/ 195 196 201 209 213 220 225 226 227 228 230 235 236 238 242 243 253

Partea a V-a: BAZELE LAMINRII ALIAJELOR SPECIALE ALE UNOR METALE NEFEROASE UOARE

Capitolul 15 LAMINAREA ALIAJELOR NEFEROASE SPECIALE CU BAZ DE ALUMINIUProprietile deosebite ale aluminiului i aliajelor de aluminiu (greutate specific redus, plasticitate mare, proprieti mecanice foarte bune n cazul aliajelor, conductibilitate termic i electric mare, rezisten bun la coroziune, aspectul deosebit de agreabil al produselor) au determinat extinderea folosirii produselor obinute prin deformare plastic n toate domeniile industriei i vieii moderne. Industria transporturilor navale, aeriene i terestre, industria electrotehnic i electronic, industria ambalajelor, industria alimentar, arhitectur i construcii, industria chimic i textil, industria bunurilor de consum reprezint principalii consumatori ai semifabricatelor i produselor finite obinute prin deformare plastic din aluminiu i aliaje de aluminiu. n domeniul aviaiei aliajele speciale de aluminiu de nalt rezisten sau impus n mod deosebit prin greutatea specific redus, rezistena mare la oboseal, rezisten la temperatur, proprieti magnetice i conductibilitate electric bune. Aliat cu litiu, aluminiul i conserv proprietile mecanice pn la temperatura de 220C, iar prin aliere cu cupru, mangan, zinc, titan i zirconiu, pn la 255C. Utilizarea aluminiului i aliajelor speciale de aluminiu n construcia vagoanelor i a caroseriilor auto (camioane, izoterme etc.) a condus la reducerea substanial a greutii acestora, concomitent cu creterea capacitii utile de transport. n construirea vagoanelor pentru metrouri, aliajele speciale de aluminiu sunt folosite pe scar larg ca urmare a specificului acestui trafic caracterizat prin demaraje frecvente i acceleraii mari. Conductibilitatea electric foarte bun (61% din cea a cuprului) alturi de greutatea specific de peste trei ori mai mic dect a cuprului, fac din aluminiu nlocuitorul ideal al cuprului n domeniul electrotehnicii (cabluri electrice, bare de conexiuni, condensatori, radiatoare pentru piese electronice etc.). Sub form de table laminate sau profiluri extrudate, aceste aliaje sunt din ce n ce mai mult folosite n construcii, datorit aspectului decorativ deosebit prin forme i colorit divers i datorit rezistenei deosebite la agenii atmosferici. n industria chimic, folosirea aluminiului se explic prin rezisten la coroziune, conductibilitate termic ridicat i rezisten bun la temperaturi sczute.195

15.1. PROPRIETI FIZICO-MECANICE I TEHNOLOGICE ALE METALULUI DE BAZ Aluminiul aparine subgrupei III A a sistemului periodic al elementelor. Este metalul cel mai rspndit n scoara pmntului constituind 7,5% din litosfer i, respectiv, 8,2% din rocile vulcanice, iar dintre toate elementele este al treilea ca rspndire, dup oxigen i siliciu. Temperatura de topire a aluminiului crete cu gradul de puritate; pentru aluminiul cu puritatea de 99,996% temperatura de topire este de 660,24C, pentru aluminiul tehnic (99,2 %) este de 657C, iar pentru aluminiul rafinat (99,9 %) este de 659,8C. Sistemul de cristalizare a aluminiului este cubic cu fee centrate (C.F.C.); pn la topire (660C) nu prezint nici o transformare alotropic. Parametrul de reea are valoarea a = 4,04958 i se micoreaz cu scderea puriti (impuritile produc contracia reelei). Greutatea specific a aluminiului prezint interes n tehnic datorit valorilor mici. Aceasta crete de la 2,6989 g/cm3 pentru puritatea de 99,996 %, la 2,71 g/cm3 pentru puritatea 99,000 %. Pentru o anumit valoare a puritii, greutatea specific scade cu creterea temperaturii. De exemplu, pentru puritatea de 99,75%, greutatea specific scade cu temperatura de la 2,705 g/cm3 la 20C, la 2,55 g/cm3 la 660C i, de asemenea, scade la trecerea n stare de ecruisare cu circa 0,13 % . Coeficientul de dilatare liniar, la temperatura ambiant, are valoarea de . 23,4 10 - 6 / C i variaz neesenial cu gradul de puritate. Conductibilitatea termic scade cu creterea puritii i crete cu creterea temperaturii. Pentru aluminiul de puritate 99,996 % conductibilitatea electric are valoarea de 237 W/m. K la temperatura de 100C. Aluminiul de puritate 99,99 %, la temperatura de 100C are conductibilitatea de 217 W/m.K, iar la temperatura de 500C are conductibilitatea de 209 W/m.K. Cldura masic, la temperatura ambiant, este C = 24,37 J/mol. grd, respectiv C = 0,215 cal/g. grad, iar la anumite temperaturi se determin cu relaia: C = 20,68 + 12,39.10-3. T [J / mol.grd] (15.1)

Rezistivitatea electric a aluminiului variaz sensibil n funcie de gradul de puritate, de starea materialului (turnat, ecruisat, recopt) i n funcie de structur i de temperatur. Astfel, rezistivitatea scade cu creterea puritii, de exemplu de la 2,992 2 cm /cm pentru puritatea de 99,000 %, la 2,63 cm2/cm pentru puritatea de 99,996 %, crete cu creterea temperaturii de la 2,63 cm2/cm la 20oC, la 9,774 cm2/cm la 600C, iar cu gradul de ecruisare creterea de rezistivitate are valoarea 0,005 cm2/cm la = 60 % i = 0,023 cm2/cm la = 90. Principalele proprieti fizice ale aluminiului sunt prezentate n tabelul 15.1. Proprietile mecanice ale aluminiului variaz mult cu gradul de puritate, cu natura i coninutul impuritilor, precum i cu prelucrarea plastic i termic.196

Tabelul 15.1 Nr. crt.1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Proprietile fizice ale aluminiului Unitatea de Proprietatea msurNumrul atomic Masa atomic Volumul atomic(20C) Configuraie electronic Reeaua cristalin Parametrul reelei (20C) Densitatea (20C) Temperatura de topire Temperatura de fierbere Cldura specific (20C) Conductibilitatea termic Coeficientul de dilatare termic liniar (25C) Rezistivitatea electric (0C) cm3/atom g kgdm-3 C C J/kg k (cal/ggrd) W/mK (cal/,cmgrds) grd-1 Ohmm

Valoarea13 26,9815 10,0 [Ne] 3s2p1 c.f.c 4,0414 2,7 660,2 2450 859,5 (0,214) 225,2 (0,538) 23,410-6 2,6310-8

Rezistena la rupere Rm i limita de curgere RP02 scad cu creterea temperaturii i a puritii aluminiului, iar alungirea A5 crete cu temperatura. Variaia caracteristicilor mecanice ale aluminiului n funcie de gradul de puritate se prezint n tabelul 15.2 i n funcie de temperatur, n tabelul 15.3. Tabelul 15.2Variaia proprietilor mecanice ale aluminiului n funcie de puritate

Simbolizare conform SR EN 573-3:1995EN AW - Al 99,7 EN AW - Al 99,5 EN AW - Al 99,0

Rezistena la rupere, Rm [MPa]60 65 75

Limita de Alungire Duritatea curgere, RP02 relativ HB [MPa] A5, [%]15 20 25 20 20 20 18 20 23

Tabelul 15.3Variaia proprietilor mecanice ale aluminiului Al 99,5 laminat i recopt n funcie de temperatur

Temperatura [C]150 200 250 300 350

Rezistena la rupere, Rm [MPa]60 40 30 20 15

Limita de curgere, RP02 [MPa]20 15 12 10 7

Alungire relativ, A5 [%]55 65 75 80 85

Creterea temperaturii de la 20C la 350C pentru Al 99,5 laminat i recopt produce scderea rezistenei la traciune de la 65 MPa la 15 MPa i, respectiv, creterea alungirii de la 20 % la 85 %.197

Pentru aluminiul Al 99,996, la temperatura de 30C i presiunea de un bar, modulul de elasticitate longitudinal al lui Young are valoarea E = 72000 MPa, iar modulul transversal are valoarea G = 27000 MPa. Valorile modulelor M scad cu creterea temperaturii T i cresc cu presiunea p conform relaiei: M = Mo - a .T = b . p (14.2)

n care Mo este valoarea modulului la T = 0C i p = l bar (fig.15.1). Gradul de ecruisare influeneaz, de asemenea, valorile proprietilor mecanice (fig.15.2). De menionat c valorile proprietilor depind i de mrimea seciunii produsului. Astfel, Fig.15.1. Modulul de elasticitate pentru cu ct grosimea produsului este mai Al 99,5 la temperaturi de 0...600C. mare, proprietile de rezisten sunt mai sczute ca urmare a neptrunderii deformrii cu aceeai valoare pe toat grosimea.

Fig. 15.2. Caracteristicile mecanice ale Al 99,0 i Al 99,5 n funcie de gradul de deformare.

Referitor la proprietile tehnologice se precizeaz urmtoarele: - plasticitatea aluminiului crete cu creterea puritii, dar chiar la aluminiul de puritate tehnic plasticitatea este nc foarte mare atingnd valori198

ale gradului de deformare la rece de peste 80 %, iar la cald plasticitatea este i mai ridicat; - recristalizarea aluminiului depinde de puritatea i de gradul de ecruisare iniial al materialului. Temperatura de ncepere a recristalizrii variaz de la temperatura ambiant pentru Al 99,999, la 250...350C pentru Al 99,5. In funcie de temperatura de recoacere variaz i proprietile mecanice ale aluminiului. n figura 15.3 se prezint aceste variaii n cazul tablelor laminate cu grosimea de 2 mm din Al 99,5 i Al 99,0, iar n figura 15.4 se prezint diagrama de recristalizare a Al 99,5.

Fig. 15.3. Modificarea la recoacere a caracteristicilor mecanice ale tablelor cu grosimea de 2 mm din Al 99,5 i Al 99,0.

Fig. 15.4. Diagrama de recristalizare a aluminiului Al 99,5.199

n diagrama de recristalizare a aluminiului Al 99,5 se remarc urmtoarele zone: - prezena unei zone cu creteri mari a grunilor pentru temperaturi de 550C i grade de ecruisare reduse (grade critice); pentru aceast zon granulaia rezultat este necorespunztoare pentru prelucrarea ulterioar (apare aspectul de coaj de portocal); - o alt zon cu grade de ecruisare medii (15...70 %); aceasta genereaz o granulaie fin, practic la orice temperatur; - a treia zon cu recristalizare grosolan, ca efect al recristalizrii secundare care apare la temperaturi nalte, peste 600C i grade de ecruisare de asemenea mari, de peste 70 %. Se consider structura foarte bun atunci cnd dimensiunile grunilor sunt de 45...80 m, iar la granulaii de peste 125 m, structura este considerat necorespunztoare. Pentru aluminiul tehnic i pentru majoritatea aliajelor cu baz de aluminiu domeniul optim de temperatur pentru recoacerea de recristalizare este ntre 300 i 400C (fig. 15.5).

Fig. 15.5. Variaia caracteristicilor mecanice ale Al 99,5 la nclzirea pentru recristalizare pn la 500 C.

Caracteristicile tehnologice principale ale aluminiului sunt: - temperatura de turnare este de 710...730C; - temperatura de prelucrare la cald este de 350...450C la care aluminiul recristalizeaz complet chiar la puriti sczute; - temperatura de recoacere este de 350...400C; - plasticitatea este bun, permind deformri care merg pn la 90...98 % n funcie de gradul de puritate a aluminiului; datorit acestei capaciti deosebite de deformare plastic aluminiul se poate lamina n folii subiri pn la grosimi de 4...5 m.200

15.2. PRINCIPALELE PROPRIETI ALE ALIAJELOR SPECIALE CU BAZ DE ALUMINIU DESTINATE LAMINRII In afar de deformabilitatea la rece, care scade, proprietile de rezisten ale aluminiului se mbuntesc substanial prin adugarea unor elemente de aliere n anumite limite, obinndu-se astfel o gam variat de aliaje deformabile ale cror caracteristici vor fi prezentate n continuare. In funcie de concentraia elementelor de aliere i caracteristicile aliajelor de aluminiu , acestea se pot clasifica n: - aliaje cu magneziu care conin 0,45...2,8 % Mg, 0,15...1,6 % Mn i 0,2...0,6 % Cu pentru aliajele din grupele Al-Mg i Al-Mn, aliaje deformabile moi sau plastice cu Rm = 100...300 MPa i A = 10...20 %; - aliaje cu cupru care conin 1,8...5,2 % Cu; 0,4...1,8 % Mg; 0,3...1,0 % Mn i diferite adausuri de Ni, Fe i Si, aliaje considerate cu duritate i plasticitate medie (Rm = 240...480 MPa i A = 12 %); - aliaje cu zinc care conin 6...8,6 % Zn; 1,7...4,8 % Cu; 0,4 ... 3,2 % Mg; 0,2...1,0 % Mn i mici adausuri de Cr (0,1...0,25 %), aliaje considerate cu duritate ridicat i plasticitate sczut (Rm = 450...700 MPa, A = 5...10 %, acestea fiind proprieti similare cu ale unor oeluri, v. figura 11.5). In aliajele de aluminiu deformabile elementele de aliere Mg, Si, Cu, Mn i Zn formeaz soluii solide cu aluminiul, mbuntindu-i substanial tenacitatea. Cnd coninutul elementelor de aliere este sczut, soluiile solide obinute sunt stabile la orice temperatur, iar creterea caracteristicilor mecanice este moderat. La procente mai ridicate ale elementelor de aliere, soluiile solide obinute sunt metastabile la temperatura ambiant i, n consecin, aliajele pot fi durificabile structural prin precipitarea din soluia solid a unor compui care conduce la o cretere important a rezistenei aliajului, dar n detrimentul plasticitii care scade. Rezult deci c aliajele de aluminiu se pot clasifica i din acest punct de vedere n aliaje durificabile i nedurificabile prin tratamente termice (clire+revenire). Din grupa aliajelor nedurificabile prin tratament termic fac parte aliajele din sistemele Al-Mn; Al-Mg i Al-Mn-Mg. Pentru aceste aliaje tipul de diagrame de echilibru caracteristic este dat n figura 15.6, iar punctelor A i B le corespund temperaturile i concentraiile prezentate n tabelul 15.4. Din grupa Fig. 15.6. Diagrama de echilibru caracteristic aliajelor durificabile prin traaliajelor Al-Mg i Al-Mn. tament termic reprezentantul201

tipic este aliajul Al-Cu cu circa 4...4,5% Cu. Fenomenele care au loc la tratamentele termice ale acestui aliaj se regsesc practic la toate aliajele de aluminiu durificabile prin tratament termic. Aceste aliaje (foarte rar doar binare Al-Cu) sunt cunoscute sub numele de duraluminiu, iar elementele componente formeaz compui solubili la nclzire, ca de exemplu Cu Al2, Al2CuMg, Mg2Si i compui insolubili de Fe i Mn, cum sunt (Mn , Fe ) Al6 i Al7Cu2Fe. Tabelul 15.4 Temperaturile i concentraiile corespunztoare punctelor A i B Sistemul Al - Mn Al - Mg Punctul A Concentraia Temperatura (%) (C) 1,82 658 17,4 450 Punctul B Concentraia Temperatura (%) (C) 1,95 658 35,0 450

In stare recoapt duraluminiul este format din soluie solid i compui sub form de precipitate secundare. La nclzire (la circa 500oC) CuAl2 i Mg2 Si se dizolv n aluminiu, iar compuii de Mn i Fe nu se dizolv. Prin clire de la aceast temperatur aliajul va consta din soluie solid suprasaturat i compui de Fe i Mn. n tabelul 15.5 se prezint compoziia chimic a aliajelor de aluminiu deformabile i a celor de turntorie. Din cele peste douzeci de elemente care se pot gsi n aliajele de aluminiu nici unul nu se dizolv complet n soluia solid de aluminiu. Unele dintre elementele de aliere se dizolv n msur suficient de mare n soluia solid de aluminiu, dar odat cu micorarea temperaturii solubilitatea lor scade, ceea ce permite supunerea aliajelor de aluminiu tratamentelor termice de clire i mbtrnire. In aceast categorie de elemente de aliere intr Cu, Mg, Si, Zn, Ag, Ge i Li, care durific aluminiul prin formarea unor soluii solide dure. Aluminiul se aliaz uor i cu alte elemente ca Br, Cr, Fe, Mn, Ni, Ti i Zr formnd faze puin solubile sau complet insolubile n matricea de aluminiu. Aceste faze pot mri rezistena i duritatea aliajului la temperaturi ridicate micoreaz granulaia dar, n acelai timp, micoreaz i plasticitatea. Alte elemente ca Bi, Cd, Pb i Tl au solubilitatea limitat n aluminiu n stare topit i produc mbuntirea prelucrabilitii prin achiere. Unele elemente de aliere influeneaz asupra formei i dimensiunilor componenilor structurali, astfel nct acioneaz asupra proprietilor aliajelor. Astfel, calciul i sodiul precum i alte metale alcaline modific concentraia siliciului n aliajele hipoeutectice Al-Si, iar fosforul micoreaz coninutul de siliciu n aliajele hipereutectice Al-Si. Beriliul se introduce n aliajele de aluminiu pentru micorarea oxidrii aluminiului n stare lichid. In funcie de principalele elemente de aliere, conform standardului european adoptat ca standard romnesc SR EN 573-3:1995, aliajele de aluminiu se mpart n mai multe sisteme sau serii de aliaje. Simbolizarea acestora se face n dou moduri i anume simbolizare numeric cu patru cifre i, respectiv, cea bazat pe simboluri chimice.202

203

Se prefer utilizarea sistemului internaional cu patru cifre, simbolizrile bazate pe simboluri chimice fiind indicate numai pentru referine. Principalele serii, respectiv, sisteme standardizate de aliaje de aluminiu deformabile sunt prezentate n continuare. a) seria 1 000 : aluminiul, este caracterizat de o matrice metalic, practic fr impuriti, iar impuritile care totui apar ntr-o concentraie foarte mic sunt Si i Fe, a cror distribuie depinde de tipul i gradul de deformare . b) seria 2 000 : sistemul Al-Cu (-Mg), conine cuprul ca principal element de aliere, iar n microstructura aliajului apar faze bogate n cupru cum sunt CuAl2 i CuMgAl2 (dac aliajul are i Mg); prin nclzire aceti compui se dizolv n matricea de aluminiu, iar cantitatea lor va da msura eficacitii procesului de clire; c) seria 3 000 : sistemul Al-Mn, conine manganul ca principal element de aliere care formeaz fazele MnAl6 i Mn3 SiAl12 (dac aliajul are i Si) ntinse n spaiul intergranular sau sub forma unei dispensii fine n masa aliajului; d) seria 4 000 : sistemul Al-Si, conine soluie solid i particule de siliciu aproape pur cu aspect aciform, sferidoidal sau sub forma unor plcue; la forma, dimensiunile i repartizarea acestor particule influeneaz puternic regimul de turnare i temperatura de prelucrare; e) seria 5 000 : sistemul Al-Mg, conine magneziul ca element principal de aliere, se gsete n soluia solid dizolvat, iar n unele cazuri apare i faza Mg2Al sub forma unor particule mari insolubile sau particule mici separate, formate n procesul rcirii lente sau prin recoacere. In prezena siliciului n aliaj se formeaz i faza Mg2Si, iar n aliajele cu crom i mangan se formeaz particule mari de compui cu Cr i Mg; f) seria 6 000 : sistemul Al-Mg-Si, conine magneziu i siliciu sub forma compuilor Mn2Si uor solubili prin nclzire nainte de clire. Dac coninutul de siliciul este mai mare dect cel necesar formrii compusului Mg2Si apar i particule de siliciu pur; g) seria 7 000 : sistemul Al-Zn(-Mg-Cu), reprezint aliajele sistemelor Al-Zn-Mg i Al-Zn-Mg-Cu. Elementele de aliere din aceste sisteme se gsesc dizolvate n soluia solid sau se gsesc sub forma unor particule foarte fine dispersate. In unele aliaje se formeaz faze separate care conin Cr i dispersii de Cr. De asemenea se gsesc i particule de compus Mg2Si ntr-o cantitate proporional cu concentraia siliciului n aliaj. Caracteristicile mecanice ale principalelor aliaje de aluminiu speciale, de nalt rezisten mecanic, utilizate n domenii de vrf ale tehnicii sunt prezentate n tabelul 15.6. Aceste caracteristici variaz n funcie de mai muli factori dintre care cei mai importani sunt compoziia chimic i starea structural, gradul de deformare i direcia de curgere a materialului metalic n procesul de deformare plastic precum i de tratamentele termice aplicate. n ceea ce privete influena elementelor de aliere s-a constatat c n aliajele binare Al-Cu cu 2...5 % Cu i Al-Zn cu 3...7 % Zn, magneziul ridic sensibil caracteristicile mecanice datorit formrii compuilor intermetalici sub form de particule precipitate, repartizate uniform n soluia de baz. n figura 15.7 se prezint caracteristicile mecanice ale aliajelor speciale Al-Zn-Mg-Cu204

de nalt rezisten mecanic a cror coninut n zinc variaz ntre 2 i 5 % i a cror coninut n magneziu atinge valoarea de 5 %; coninutul n zinc i magneziu determin nu numai cantitatea de faz durificatoare ci i viteza critic de clire a aliajului i, prin urmare i autoclibilitatea i sensibilitatea la tratamentul de mbtrnire artificial. Tabelul 15.6 Proprieti mecanice ale unor aliaje speciale de aluminiu laminateAliajul Starea de livrare Rezistena la rupere MPa 186 425 485 170 435 420 470 175 485 470 495 180 440 460 450 485 490 230 570 505 220 525 Limita de curgere MPa 97 290 415 69 275 255 415 76 345 325 395 76 290 365 415 456 440 105 505 435 96 460 Alungirea relativ h=1,6 =1,2 % - 18 20 - 13 21 20 22 10 20 22 18 20 19 13 20 19 11 5 6 9,4 17 11 13 17 11 Rezistena la forfecare MPa 125 260 290 125 255 256 285 125 285 285 290 125 275 285 275 290 150 330 150 315 Rezistena la oboseal MPa 90 140 125 90 140 140 125 160 -

0 2014 T4 T6 0 T3 2014 P* T4 T6 0 T3 2024 T4, T351 T361 0 T4, T351 2024 P T361 T81, T851 T861 2124 T851 0 T6, T651 7075 T73 0 7075 P T6, T651 * P - aliaj placat.

Aliajele relativ bogate n zinc i magneziu prezint caracteristici mecanice ridicate dup punerea n soluie, clire n ap i mbtrnire artificial (fig.15.7c) dar dac tratamentul de clire se efectueaz n aer, caracteristicile sunt considerabil mai sczute (fig.15.7 b); la clirea n aer i mbtrnire artificial caracteristicile rmn relativ apropiate de acelea ale aliajelor mai puin bogate n zinc i magneziu (fig.15.7 a). Obinerea unei structuri fine i omogene este o garanie a calitii, n special din punctul de vedere al plasticitii i rezilienei. Cu scopul evitrii unei structuri grosiere, n practic se urmrete s se obin fie o structur recristalizat cu gruni fini, fie o structur nerecristalizat, fibroas (restaurat).205

Fig. 15.7. Curbele de egal rezisten n funcie de coninutul n Zn i Mg al aliajelor speciale Al-Zn-Mg-Cu:a - clire n aer i mbtrnire natural; b - clire n aer i mbtrnire artificial; c - clire n ap i mbtrnire artificial. 206

Reprezentarea clasic a mrimii de grunte de recristalizare n funcie de gradul de deformare pentru o temperatur i durat de meninere date este prezentat schematic n figura 15.8.

Fig.15.8. Reprezentarea schematic a mrimii de grunte n funcie de gradul de deformare.

Pentru evitarea recristalizrii totale trebuie ca laminarea s se efectueze sub "ecruisajul critic" corespunztor aliajului considerat, la temperatura i durata de tratament pentru realizarea transformrii la cald. Pentru a se realiza o recristalizare cu gruni fini trebuie, din contr, s se depeasc "ecruisajul critic". Pentru a se obine una din aceste dou structuri se utilizeaz numeroase mijloace pe parcursul elaborrii i prelucrrii aliajelor considerate. Aceste mijloace pot fi clasate, n general, n dou grupe, n ceea ce privete compoziia aliajului i n ceea ce privete procesele de prelucrare. Tabelul 15.7 prezint diferii factori care influeneaz, de-a lungul elaborrii i prelucrrii aliajelor speciale de aluminiu, obinerea unei structuri fie nerecristalizate, fibroase, fie a unei structuri total recristalizate. Tabelul 15.7 Factorii care influeneaz structura produselor laminate din aliaje speciale de aluminiu Factorii care influeneaz formarea unei structuri nerecristalizate recristalizatePrezena elementelor Mn, Cr, Zr Absena omogenizrii naintea deformrii sau omogenizarea la temperaturi joase nclzirea lingourilor n timp scurt i la temperaturi mari Temperatur ridicat de deformare Vitez mare de deformaie Grad de deformare sczut Absena elementelor Mn, Cr, Zr Omogenizarea la temperaturi ridicate nclzirea lingourilor la temperaturi relativ joase Temperatur sczut de deformare Vitez mic de deformaie Grad de deformare ridicat

Gradul de reducere i direcia de curgere a materialului la laminare au o influen important n cazul produselor cu seciune mare, seciune care poate fi mai mult sau mai puin apropiat de cea a lingoului turnat (tabelul 15.8).207

Tabelul 15.8 Influena gradului de reducere i a direciei de prelevare a epruvetelor asupra proprietilor mecanice ale aliajului 2014 - T4.Grad de reducere, % 2 4 6 11 Sens longitudinal RP0,2 Rm A5 MPa MPa % 310 467 17 314 470 21 285 470 22 278 462 24 Sens transversal RP0,2 Rm A5 MPa MPa % 512 460 14 290 460 20 280 460 22 285 459 21 Sens grosime RP0,2 Rm MPa MPa 305 422 290 433 290 445 290 460 A5 % 12 11 13 14

n sens transversal i longitudinal se observ o cretere a alungirii n funcie de gradul de reducere; n sensul grosimii din contr, alungirea este mai sczut i crete foarte puin cu creterea gradului de reducere. n ceea ce privete rezistena la rupere, creterea gradului de reducere are ca efect uniformizarea acesteia n toate direciile de prelevare. Tratamentul termic de omogenizare a lingourilor nainte de laminare confer, dup punerea n soluie, clire i mbtrnire, produse cu o structur recristalizat care se caracterizeaz prin limit de curgere i rezisten la rupere mai sczute, dar cu alungire mai ridicat dect n cazul unei structuri nerecristalizate. n tabelul 15.9 se prezint influena temperaturii de laminare i a tratamentului termic de omogenizare asupra caracteristicilor mecanice ale aliajului 2014. Tabelul 15.9 Influena temperaturii de laminare asupra proprietilor mecanice ale aliajului 2014Temperatura de laminare o C 320 380 440 425 320 380 440 475 Rp0,2 MPa 230 250 280 290 240 330 340 340 Starea T4 Rm MPa 430 440 500 540 440 510 540 550 A5 % 24 33 18 16 21 16 15 15 Rp0,2 MPa 340 340 420 430 350 390 430 440 Starea T6 Rm MPa 450 460 530 540 460 510 540 540 A5 % 18 16 12 11 15 14 13 13 Observaii Omogenizat la 505 oC / 24h Neomogenizat

Produsele laminate din aliaje speciale de aluminiu, sunt supuse n serviciu la solicitri multidirecionale datorit faptului c prezint o bun combinaie ntre proprietile de rezisten mecanic, plasticitate, tenacitate, rezisten la oboseal i la coroziune sub sarcin. Aceste proprieti sunt bune cu preponderen n sens longitudinal, prezint o substanial scdere n sensul limii i au valori foarte sczute n sensul grosimii laminatelor. Tratamentele termomecanice intermediare (TTMI) i finale (TTMF) urmresc mbuntirea plasticitii i rezilienei acestor aliaje, n special n sensul grosimii laminatului, fr scderea rezistenei mecanice, comparativ cu procedeele convenionale.208

15.3. INFLUENA ELEMENTELOR DE ALIERE N ALIAJELE SPECIALE CU BAZ DE ALUMINIU 15.3.1. Influena elementelor de aliere asupra proprietilor mecanice i fizice ale aliajelor Cuprul este principalul element de durificare a aliajelor speciale de aluminiu, ca urmare a formrii compusului CuAl2. Concentraia cuprului n aliajele de tip duraluminiu nu depete n general 5%. Creterea coninutului de cupru conduce la creterea rezistenei mecanice, dar scade continuu plasticitatea i rezistena la coroziune a aliajului. Plasticitatea scade ca urmare a fragilitii compusului CuAl2 . Magneziul este de asemenea un element de durificare a aliajelor de aluminiu prin formarea compusului Al2Mg3, iar n prezena i a siliciului formeaz compusul Mg2Si. Concentraia magneziului n aliajele de aluminiu deformabile este limitat la 2,5% deoarece peste aceast valoare plasticitatea aliajelor scade foarte mult. In general pn la 1,4 % Mg aliajele nu se durific prin tratament termic, iar la concentraii mai mari pn la maximum 3%Mn aliajele se pot durifica prin tratament termic ns efectul de durificare este foarte mic. Magneziul mrete i rezistena la coroziune a aliajului . Siliciul n aliajele deformabile de aluminiu se introduce ntr-o proporie de 0,5...1,2 %. La concentraii mai mari proprietile mecanice ale aliajelor nu cresc simitor ns plasticitatea scade foarte mult . Zincul este unul dintre principalele elemente durificabile n aliajele de aluminiu speciale cu rezistena mecanic nalt, prin formarea compusului Al2Zn3 care are un efect de durificare superior celorlali compui. Concentraia zincului n aliajele speciale de aluminiu deformabile este de 6...8%. Peste aceste valori creterea concentraiei de zinc nu se recomand, ca urmare a scderii foarte accentuat a plasticitii i rezistenei la coroziune a aliajului. Manganul se adaug n aliajele de aluminiu mai ales pentru mrirea rezistenei la coroziune a acestora. ns influena sa duntoare asupra plasticitii limiteaz concentraia manganului la maxim 1,2%. Manganul are i rolul de a nltura influena duntoare a fierului n aceste aliaje. De asemenea, manganul mrete temperatura de recristalizare a aliajelor de aluminiu i micoreaz sensibilitatea la cretere a grunilor. Nichelul se introduce n aliajele speciale de aluminiu pn la concentraia de 2,5%, mrindu-le astfel refractaritatea dar aceasta, n detrimentul plasticitii . Cromul i titanul n aliajele de aluminiu ca i manganul mresc temperatura de recristalizare i micoreaz sensibilitatea la creterea grunilor. Concentraia acestor elemente este n general sub 1% . O particularitate a aliajelor de aluminiu deformabile cu concentraii mari de elemente de aliere o reprezint apariia tensiunilor suplimentare (remanente) n timpul proceselor de nclzire i rcire, datorit variaiilor de volum care apar la dizolvarea i, respectiv, precipitarea compuilor intermetalici CuAl2, Al2Mg3, Al2Zn3, Mg2 Si etc. Avnd n vedere c tensiunile suplimentare care apar sunt, n general, de traciune, atingerea limitei de plasticitate are loc la valori mai209

reduse ale gradelor de deformare aplicate, respectiv plasticitatea acestor aliaje scade. Scderea plasticitii acestor aliaje complexe se datoreaz i neomogenitii chimice existente n masa semifabricatelor . Plasticitatea aliajelor de aluminiu este dependent i de concentraia gazelor din aliaj existente n pori, sufluri sau sub form de oxizi, nitruri, soluii solide cu anumite metale. In toate cazurile prezena gazelor produce micorarea plasticitii aliajelor. Concentraia de gaze din aliaj depinde att de calitatea materialelor introduse la elaborare ct i de condiiile de topire i turnare a semifabricatelor. Dintre gazele existente n atmosfera cuptoarelor de topire sau nclzire, hidrogenul se gsete n cea mai mare proporie n aceste aliaje ca urmare a solubilitii sale ridicate n aluminiu i aliajele sale. De asemenea, difuzia hidrogenului n aluminiu i aliajele sale este favorizat i de rolul de catalizator pe care l are aluminiul n procesul de disociere a vaporilor de ap, prin care se produce hidrogen atomic cu putere de difuzie mult mai mare. In ceea ce privete oxigenul, acesta se gsete n aluminiu i aliajele sale sub form de incluziuni nemetalice de Al2O3 care, la o concentraie ridicat formeaz pelicule intergranulare, micornd plasticitatea i producnd i stratificarea materialului n timpul procesului de deformare . Densitatea aliajelor de aluminiu este mrit de Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Ti i Zn, iar elemente ca Mg, Li i Si micoreaz densitatea aliajelor ( fig.15.9).

Fig. 15.9. Densitatea aliajelor binare cu baz de aluminiu:_______

date calculate; _ _ _ _ rezultate experimentale.

Ca urmare a variaiei practic liniare a densitii aliajului n funcie concentraia elementelor de aliere, se poate calcula densitatea unui aliaj complex prin nsumarea variaiei de densitate corespunztoare concentraiei fiecrui element de aliere . Dilatarea termic n funcie de concentraia elementelor de aliere, de asemenea are o variaie practic liniar. Astfel, elemente de aliere ca Mg i Zn mresc coeficientul de dilatare, iar Ni, Fe, Cu, Si, Mn i Cr micoreaz acest coeficient (fig.15.10). Conductibilitatea electric este micorat de toate elementele de aliere ale aluminiului, cu att mai mult dac acestea se dizolv n soluia solid a aliajului.210

Cea mai mare influen asupra scderii conductibilitii o are cromul apoi, n ordinea descresctoare a influenei, urmeaz Mn, Fe, Si, Mg i Cu. Modulul de elasticitate a aliajelor de aluminiu depinde, de asemenea, de compoziia aliajului. Influena elementelor de aliere se manifest atunci cnd acestea formeaz compui intermetalici cu aluminiul. Modulul de elasticitate al aliajelor cu baz de aluminiu, pentru condiii statice, crete pe msur de concentraia de elemente ca Mn, Co, Be, Ni sau Si crete (fig.15.11), n timp ce unele elemente ca Mg, Zn, Si sau Cu micoreaz modulul de Fig.15.10. Influena elementelor de aliere la elasticitate a aluminiului pentru dilatarea termic a aluminiului Al 99,96. condiii dinamice.

Fig. 15.11. Influena unor elemente de aliere asupra modulului de elasticitate a aluminiului.

15.3.2. Influena elementelor de aliere asupra deformabilitii aliajelor speciale de aluminiu Asupra deformabilitii aliajelor speciale cu baz de aluminiu, pe lng compoziia i structura acestora, influeneaz i starea n care se afl aliajele respective (stare de turnare sau de deformare) ct i temperatura la care se desfoar procesul de laminare . In general, elementele de aliere durific aluminiul i i micoreaz plasticitatea. Elementele de aliere care nu se dizolv n soluia solid, n mod211

independent de influena lor asupra rezistenei mecanice a aliajului, produc micorarea acestei proprieti. Zincul, cuprul i magneziul provoac micorarea plasticitii, dar n mod difereniat i anume magneziul n msur mai mare i zincul n msur mai mic (fig.15.12 i 15.13).

Fig.15.12. Influena coninutului de Mg i Mn asupra numrului de ndoiri alternante a tablelor cu grosimi de 1,6mm din aliaje de aluminiu:1 - 0,1%Mn; 2 - 0,5%Mn; 3 - 0,9%Mn. ___ ____ stare recoapt; stare ecruisat.

Fig.15.13. Influena coninutului de Mg n diferite aliaje Al-Mg (srm cu diametrul de 10 mm) asupra alungirii locale (a) i totale (b): 1 - aliaj 5050;2 - aliaj 5052; 3 - aliaj 5154; 4 - aliaj 5056. ___ ____ stare recoapt; stare ecruisat.

Cu toate c aluminiul i aliajele de aluminiu cu coninut redus de elemente de aliere se ecruiseaz relativ repede, acestea pot fi nc mult deformate, chiar n stare ecruisat, ceea ce se i practic n mod curent pentru mrirea rezistenei mecanice a produsului finit . Scderea numrului de ndoiri alternante, prin care se poate estima plasticitatea la rece a tablelor i srmelor, direct proporional cu creterea rezistenei la rupere a materialului este ns independent de faptul dac durificarea a fost cauzat de gradul de aliere, de gradul de ecruisare sau de ambele cauze. Finisarea granulaiei aliajelor speciale cu baz de aluminiu, ca rezultat al alierii cu titan sau bor poate mbuntii caracteristicile de plasticitate la oricare tip de aliaj. In cazul aliajelor de aluminiu speciale, durificabile prin tratament termic, plasticitatea maxim se obine n cazul strii recoapte O a materialului, plasticitatea minim se obine n cazul strii T6 ( clire urmat de mbtrnire artificial), iar plasticitatea medie se obine n cazul strii T4 (clire urmat de mbtrnire natural).212

Aliajele care au fost supuse tratamentului de mbtrnire natural (la temperatura ambiant) pot fi deformate la rece cu scopul mririi perioadei de timp n care aceste aliaje pot fi nc puternic prelucrate prin deformare plastic . Aluminiul industrial i cel de puritate ridicat poate fi uor deformat prin forjare, matriare i laminare ntr-un interval larg de temperaturi. Alierea, n general, nrutete deformabilitatea aluminiului ca urmare a creterii limitei de curgere i apariiei fazelor insolubile care genereaz neomogenitate structural n material. Creterea limitei de curgere mrete corespunztor presiunea de deformare i, ca urmare, se mrete neuniformitatea deformaiei, care n final poate genera fisurarea materialului . Elementele de aliere care determin durificarea aliajului ca rezultat al formrii fazelor insolubile (Cr, Mn, Ti, V, Zr), micoreaz plasticitatea la deformarea la cald ntr-o msur mai mic dect elementele de aliere care determin durificarea aliajului prin formarea soluiilor solide (Cu, Mg, Si, Zn). Plasticitatea aliajelor speciale de aluminiu crete liniar cu mrirea temperaturii n intervalul 370...455C i scade rapid odat cu apariia procesului de ardere a aliajului . In funcie de proprietile mecanice, privind deformabilitatea, aliajele speciale de aluminiu pot fi grupate astfel: - aliaje cu plasticitate bun i rezisten la deformare mic, avnd rezistena la rupere Rm < 300 MPa i alungirea relativ A5 = 15...22 %: - aliaje cu plasticitate i rezisten la deformare medii, respectiv, Rm=300...450 MPa i A5 = 10...15% - aliaje cu plasticitate redus i rezisten la deformare mare, respectiv, Rm=450...600 MPa i A5 = 5...10 %. 15.4. PARAMETRII TEHNOLOGICI DE LAMINARE A ALIAJELOR SPECIALE CU BAZ DE ALUMINIU Parametrii tehnologici pentru prelucrarea prin deformare plastic a aliajelor speciale de aluminiu se stabilesc n funcie de natura aliajului, de destinaia produsului i de procedeul de deformare. Aluminiul i aliajele sale se pot prelucra plastic prin mai multe procedee de deformare plastic: - laminare pentru obinerea de table, benzi, folii i evi; - forjare i matriare pentru obinerea de piese; - extrudare pentru obinerea de bare, profiluri i evi; - tragere pentru obinerea de bare cu forme simple a seciunii transversale (rotund ptrat, lat, hexagonal) sau evi cu seciune n general rotund; - trefilare pentru obinerea de srme. Pentru laminarea la cald a tablelor i benzilor din aliaje speciale cu baz de aluminiu (fig.15.14) se utilizeaz ca semifabricate de pornire bramele turnate continuu, semicontinuu sau discontinuu, cu dimensiuni de (200...500) x (1000...1600) x (2500...7000) mm. Aceste aliaje, avnd un grad nalt de aliere, se supun recoacerii de omogenizare cu scopul ndeprtrii tensiunilor interne213

care au aprut n timpul turnrii i rcirii semifabricatelor i a reducerii segregaiei (omogenizare chimic) aprut n timpul solidificrii. Prin omogenizare cresc substanial proprietile plastice ale materialului. Pentru omogenizare semifabricatele se nclzesc pn la o temperatur cu 20...40C mai mic dect temperatura de topire a Semifabricat (bram) eutecticului cu temperatura minim din aliaj, urmat de meninere timp de 4...12 h, n funcie de dimenFrezare Placare siunile semifabricatului. Prin aceast nclzire se asigur condiii pentru difuzia elementelor de aliere din nclzire zona segregat spre zonele cu omogenizare concentraie mai redus n respectivul element de aliere. Procesul de omogenizare depinLaminare de i de dimensiunile granulaiei degrosisoare semifabricatului n sensul c, cu ct este mai fin granulaia, cu att este Laminare mai mare viteza de difuzie, respectiv finisoare cu att este mai intens procesul de omogenizare. In cazul aluminiului i a aliajelor Al-Mn i Al-Mg-Cu-Mn utare i utare (dar cu concentraii ale elementelor debitare margini sub 1%) omogenizarea nu este necesar. In cazul aliajelor Al-Cu de Table Rulou de tip duraluminiu i a aliajelor Al-Mg n foi band i Al-Zn omogenizarea este obligatorie. Pentru duraluminiu se recoFig.15.14. Fluxul tehnologic pentru mand temperatura de 495 5C i laminarea la cald a aliajelor de aluminiu. timpul de meninere de 18...24 h. n urma acestui proces proprietile mecanice ale semifabricatului se mresc simitor (fig.15.15). In cazul n care procesul de omogenizare se face simultan cu nclzirea pentru laminare se recomand nclzirea semifabricatelor la o temperatur cu circa 20C peste temperatura de laminare, 430...460C, meninerea circa 12...14h urmat de reducerea temperaturii la cea corespunztoare laminrii i egalizare timp de nc 4...6 h. Ridicarea temperaturii de omogenizare conduce la scurtarea timpului de tratament. Tratamentul termic de omogenizare mai are un efect benefic i anume, n cazul aliajelor de tip duraluminiu (Al-Cu-Mg) omogenizate la 490C cu 36 ore meninere, se produce scderea temperaturii de recristalizare cu 35...75C fa de cea corespunztoare aliajelor la care nu s-a aplicat tratamentul de omogenizare. De asemenea prin omogenizarea acestor aliaje se obin proprieti superioare de plasticitate a produselor plate obinute prin laminare. De exemplu, n cazul unui aliaj de tip dural 2024 (AlCu4Mg1) omogenizat la 5005C se obin valori ale alungirii la ncercarea prin traciune prezentate n tabelul 15.10.214

Fig.15.15. Variaia proprietilor mecanice ale aliajului 2024 n funcie de durata tratamentului termic de omogenizare.

Nr. crt. 1 Turnat (semifabricat) 2 Laminat la cald 3 Laminat la cald i recopt

Tabelul 15.10 Alungirea relativ a aliajului 2024 n starea omogenizat Alungirea relativ, % Starea materialului Aliaj neomogenizat Aliaj omogenizat 2,6 6...8 9...11 5...7 13...14 18...21

Pentru principalele sisteme de aliaje de aluminiu deformabile condiiile de tratament termic de recoacere de omogenizare sunt prezentate n tabelul 15.11. Tabelul 15.11 Parametrii tratamentului de recoacere de omogenizare Sistemul de aliaje Temperatura, C Timpul, h Al 99,5 (seria 1 000) 550...620 4...12 Al-Cu (seria 2 000) 485...515 4...12 Al-Mn (seria 3 000) 600...620 4...12 Al-Mg (seria 5 000) 445...480 4...12 Al-Zn (seria 7 000) 445...470 8...24 Pentru efectuarea tratamentului de omogenizare se folosesc, n general, cuptoare electrice de 750...1200 kW cu circulaia forat a aerului cu viteza de 10...15 m/s, care permit o stabilitate a temperaturii de 3C. Frezarea suprafeelor semifabricatului, cte 3...10 mm pe fiecare fa, se execut cu scopul ndeprtrii zonelor exterioare cu segregaii aprute n timpul215

solidificrii, a deferitelor lipituri de zgur i a fisurilor de suprafa. Operaia se execut pe maini specializate care achiaz simultan toate feele laterale ale semifabricatului cu o productivitate de circa 8 sleburi/h. Frezarea se execut fr lubrifiere (frezare uscat) n special atunci cnd semifabricatul urmeaz a fi placat. Pentru bramele care urmeaz a fi placate, nainte de frezare acestea se supun tratamentului termic de omogenizare Placarea aliajelor speciale de aluminiu. Aliajele speciale de aluminiu sunt aliaje complexe care fac parte din grupa aliajelor durificabile prin tratament termic, caracterizate prin concentraii ridicate ale elementelor de aliere, care le asigur proprieti de rezisten ridicate, dar le reduc foarte mult rezistena la coroziune. Principalele tipuri de astfel de aliaje sunt cele din grupele 2 000 (Al-Cu-Mg-Mn) i 7 000 (Al-Zn-Mn-Cu). Placarea micoreaz i tendina de fisurare la marginile benzilor ca urmare a tensiunilor reziduale produse prin neuniformitatea deformaiei pe limea laminatelor. Materialul de placare (plachetele) este constituit, n general, din aluminiu de puritate tehnic 99,5% sau puritate ridicat 99,9% n funcie de destinaia produsului, cu o grosime de minim 4% pentru benzi finite sub 2 mm i minim 2% din grosimea bramei semifabricat de placare pentru benzi finite cu grosime de peste 2 mm. Aliajele Al-Zn-Mg-Cu se placheaz cu un aliaj Al-Zn, grosimea plachetelor fiind de 3,25% din grosimea tablei pentru table de pn la 3,2mm i de 1,5% pentru table de peste 3,2 mm. Limea plachetelor este mai mare dect cea a bramei, cu valoarea grosimii bramei. Lungimea plachetei se adopt mai mic dect a bramei, avnd n vedere alungirea specific mai mare a aluminiului dect a aliajului care urmeaz a fi placat, la temperatura de deformare. Metoda dup care se efectueaz placarea este prezentat n figura 15.16.

Fig. 15.16. Schema metodei de placare a sleburilor din aliaje speciale de aluminiu:a - vedere general a cajei; b - brama cu plachete; c - laminarea cu cilindrii orizontali; d - refularea cu cilindrii verticali. 216

Pentru efectuarea placrii, respectiv a procesului de sudare ntre bram i plachete prin difuzie, se execut n prealabil degresarea suprafeelor bramei i plachetelor ce vor veni n contact, ndoirea cu 90 a marginilor laterale i una din marginile frontale ale plachetelor i meninerea plachetelor pe bram cu ajutorul unor benzi nguste din oel. Pachetul astfel format se nclzete n poziie vertical n cuptoare adnci timp de 2...3 h la 410...460C. Dup nclzire pachetul se depune pe calea cu role i se ndeprteaz benzile de oel care ineau plachetele. In continuare se execut laminarea . Formarea unei mbinri (sudri) a materialelor metalice care se placheaz se bazeaz pe difuzia lor reciproc. Capacitatea de sudare a celor dou materiale metalice este determinat de raportul ntre duritatea materialului de placare i duritatea materialului bramei. Cu ct acest raport este mai mare cu att sudabilitatea celor dou materiale este mai bun. Procesul de placare poate fi mprit convenional n trei stadii: - formarea suprafeelor de contact, respectiv distrugerea peliculei de oxizi de pe suprafeele n contact (de circa 0,2 m grosime) ca urmare a deformrii i a plasticitii reduse a acestor pelicule, cele dou metale venind n contact intim; - formarea mbinrii metalice prin difuzia reciproc a atomilor celor dou materiale metalice n contact; - desvrirea procesului de sudare prin recristalizarea grunilor comuni celor dou metale n contact. Laminarea la cald. In cazul laminrii bramelor care urmeaz a fi placate, prima trecere pe cilindrii orizontali se realizeaz cu o reducere absolut cel puin egal cu grosimea plachetei. De asemenea este absolut obligatorie aplicarea primei refulrii dup cea de a doua trecere pe cilindrii orizontali. In continuare se vor aplica refulri alternative cu trecerile orizontale, pn cnd laminatul va avea grosimea de 50...60 mm. Primele treceri (7...8 treceri) se vor executa fr lubrifiere pentru a se evita ptrunderea ntre bram i plachete a condensului sau a lubrifiantului, putnd nrutii procesul de sudare. Reducerile pe treceri vor fi n continuu cresctoare de la prima pn la ultima trecere, ntr-un interval de 5...50% (pentru aluminiu i pentru aliajele moi ale aluminiului med = 1,5...1,9, iar pentru aliajele speciale Al-Cu-Mg de tip duraluminiu sau Al-Zn-Mg-Cu de tip zicral, med=1,3...1.6). Reducerile la primele treceri se pot mri doar dup distrugerea structurii de turnare. In cazul bramelor neplacate regimul de reduceri este practic acelai, refulrile se fac n numr mai mic, avnd rolul doar de a regla limea benzii, iar lubrifierea se efectueaz chiar de la prima trecere. Regimul termic pentru laminarea la cald a aluminiului i aliajelor sale, respectiv temperatura de nceput i de sfrit de laminare sunt prezentate n tabelul 15.12. Laminarea cu lubrifiere este necesar pentru evitarea producerii lipiturilor pe cilindrii de lucru sau pe rolele de transport a laminatelor. Ca agent de ungere i rcire pentru aluminiu i aliajele sale se folosete emulsia format din concentrat emulsionabil n proporie de 1,0...2,5% n ap dedurificat. Un concentrat emulsionabil frecvent folosit este format din 9,5...10,5% acid oleic,217

5,5...6,5% trietanolamin i restul ulei de transformator. Concentraia soluiei este cu att mai redus n concentrat emulsionabil cu ct aliajul laminat are o plasticitate mai redus. Tabelul 15.12 Regimul termic pentru laminarea la cald Nr. Temperatura de Temperatura de crt. Simbolul aliajului nceput de laminare, sfrit de laminare, C C 1. 1100, 3003, 3004, 5052 400...500 150 2. 6061, 6063 400...445 370 3. 2014, 2017, 2024, 7075 400...445 315 Laminarea la rece. Cu excepia unei mici cantiti de table groase, benzile i tablele finite din aluminiu i aliajele sale se obin n exclusivitate prin laminarea la rece din urmtoarele motive: - benzile cu grosimea mic nu se pot lamina la cald ca urmare a rcirii foarte rapide a materialului (suprafaa foarte mare de schimb de cldur); - calitatea suprafeei laminatelor este superioar n urma laminrii la rece; - prin ecruisare cu grade variabile se obin benzi cu proprieti mecanice ntr-un ecart foarte larg, ceea ce nu este posibil prin laminare la cald, n urma creia banda este numai n stare moale, recristalizat. Aluminiul prezint i la rece o deformabilitate ridicat. Astfel, se pot lamina fr tratamente termice intermediare (fr recoaceri) benzi de 0,5mm dintr-o band semifabricat de 6 mm grosime, deci cu aplicarea unei reduceri totale de 91,6%. In mod practic astfel de reduceri mari nu se aplic deoarece este posibil s apar unele fisuri ca urmare a apariiei de tensiuni reziduale ce pot distruge materialul. In general reducerea total maxim pentru laminarea aluminiului este de pn la 90%, dar n mod practic nu se depete 75%, n timp pentru aliaje de tip duraluminiu (6061,2024 i 2014) reducerile totale scad simitor (fig.15.17). Reduceri totale cu valori ridicate se pot aplica i n cazul aliajelor din sistemele Al-Mn i Al-Mg. Pentru cazul aliajelor de tip duraluminiu, la care temperatura de sfrit de laminare la cald se recomand a fi de peste 300C, frecvent laminarea se sfrete la temperaturi inferioare acestei limite i, n consecin, banda prezint un anume grad de ecruisare care nu va permite laminarea la rece cu reduceri totale prea mari. In aceste cazuri se recomand ca banda nainte de a fi laminat la rece s fie supus unei recoaceri de recristalizare prin nclzire la 400...425C urmat de rcire nceat (n cuptor cu vitez mai mic de 10oC/h) pn la temperatura de 250C. Sub aceast temperatur rcirea poate continua n aer. In urma unui astfel de tratament, aliajul 2024 de tip duraluminiu va avea: Rm = 190 MPa i A = 15...16 %. Laminarea la rece a aluminiului i aliajelor sale se execut pe caje cuarto n 2...4 treceri cu reduceri pe treceri cuprinse ntre 20...60 % ( med = 1,6...1,8 pentru aluminiu; 1,2...1,3 pentru aliaje Al-Mn; 1,1...1,2 pentru aliaje Al-Mg i 1,1...1.25 pentru aliaje tip duraluminiu).218

Laminarea la rece a benzilor din aluminiu i aliajelor sale se efectueaz cu traciune n laminat, a crei valori se pot stabili n funcie de grosimea laminatului nainte (ho) i dup trecere (h1) pe baza relaiilor lui Emike: o = 43 - 5 ho , MPa; 1 = 56,7 - 6 h1, MPa. O condiie de baz pentru obinerea unor benzi cu grosimi ct mai constante pe lungime este ca tensiunile n band s se menin ct mai constante pe tot parcursul laminrii. Variaii ale tensiunilor cu peste 1...3 % produc variaia grosimi, dar i urme longitudinale pe suprafaa benzii ca urmare a deplasrii spirelor n rulou i a patinrii cilindrilor pe band (urme transversale). Constana grosimii benzii pe lungime este asigurat i prin meninerea ct mai constant a vitezei de laminare. Laminarea la rece se execut cu ungere tehnologic pentru micorarea valorii coeficientului de frecare i pentru reducerea corespunztoare a rezistenei la deformare a materialului i a parametrilor Fig.15.17. Variaia limitei de de for i energie ai procesului. In acelai plasticitate a aliajelor speciale 2014, 2024 i 6061 comparativ cu cea a timp, prin folosirea lubrifianilor se asigur aluminiului la laminarea la rece a i o suprafa de calitate superioar probelor n form de pan. (lucioas) a benzii. Ca agent de ungere i rcire pentru laminarea la rece a aluminiului i aliajelor sale se folosete n general petrol cu adaos de aditiv pentru asigurarea unui film continuu de lubrifiant pe band. Acest lubrifiant nu are ns o capacitate de rcire prea mare comparativ cu cea a lubrifianilor sub form de emulsii de uleiuri n ap. Laminarea foliilor. Foliile sunt benzi din aluminiu cu grosimi cuprinse ntre 0,005 i 0,2 mm i limi de 500...1500 mm. Se obin prin laminarea la rece pe caje cuarto (laminarea din rulou n rulou) folosindu-se ca semifabricat banda laminat la rece i recoapt cu grosimea de 0,5...0,7 mm i aplicndu-se reduceri pe treceri cuprinse ntre 35 i 65%, pn la reducerea total (fr tratament termic intermediar) de 90...98%. Pentru folii cu grosimea sub 14 m laminarea se efectueaz prin suprapunerea a dou folii (dublare). Pentru evitarea lipirii foliilor suprapuse n timpul laminrii, se asigur o ungere bun a suprafeelor care vor veni n contact cu un ulei special. Dup laminarea foliilor suprapuse se execut utarea marginilor acestora i se procedeaz la separarea celor dou folii prin nfurarea pe dou rulouri. In funcie de destinaie foliile pot fi caerate (placate cu foi de hrtie sau plastic) colorate sau imprimate cu diferite desene pentru industria alimentar sau cu suprafaa oxidat controlat pentru executarea condensatorilor electrolitici.219

15.5. PRELUCRAREA TERMOMECANIC A ALIAJELOR SPECIALE CU BAZ DE ALUMINIU Prelucrrile termomecanice (PTM) ale aliajelor speciale de aluminiu sunt relativ puin studiate i aplicate n ara noastr dei este necesar ca acestea s fie mai mult utilizate n practic dect procedeele convenionale. Avantajele oferite de proprietile structurale ale aliajelor speciale de aluminiu pot fi valorificate n practic prin dou metode. Prima metod const n utilizarea acoperirilor cu vopsele aderente, n locul acoperirilor mecanice, ceea ce conduce la scderea concentraiilor efective de tensiuni, la creterea rezistenei la oboseal, la micorarea pachetului de table destinat laminrii i la simplificarea procedeului n sine de laminare deci, n final, la creterea rezistenei la propagarea fisurilor sub sarcin i obinerea unor produse fr crpturi. Dup cea de a doua metod, proprietile pot fi obinute prin mijloace metalurgice. Tehnologiile metalurgice puse la punct pentru finisarea grunilor aliajelor speciale cu baz de aluminiu, cu rezisten medie sau nalt, sunt de dou feluri. O categorie de procese tehnologice este capabil s acioneze asupra gruntelui cristalin al anumitor aliaje de aluminiu n timpul primelor faze de prelucrare la temperaturi ridicate prin eliminarea parial a neomogenitilor structurale, prin controlul n timp al compoziiei chimice i al ciclurilor de turnare i de omogenizare a acestor aliaje. Dup aceste procese care produc distribuii speciale ale proprietilor n soluia solid, deformarea la cald care urmeaz conduce spre o structur parial poligonizat (blocuri n mozaic), deformarea la temperaturi nalte fiind necesar asigurrii procesului continuu de recristalizare. Cealalt categorie de procese se aplic standard aliajelor de aluminiu de nalt rezisten destinate industriei aeronautice. Aceast categorie de tehnologii implic o serie de etape de deformri plastice i de tratamente termice menite s realizeze modificri ale dimensiunilor grunilor prin recristalizare discontinu, acestea constituind prelucrrile termomecanice (PTM). Se aplic dou tipuri de prelucrri termomecanice: intermediare (PTMI) i finale (PTMF). Dintre acestea, prelucrrile termomecanice intermediare (PTMI) au fost utilizate iniial pentru mbuntirea prelucrabilitii. De civa ani PTMI se aplic pe plan mondial pentru mbuntirea plasticitii, rezilienei i rezistenei la coroziune sub sarcin a aliajelor speciale de aluminiu de nalt rezisten (n special dup direcia grosimii semifabricatului), fr scderea rezistenei mecanice comparativ cu procesele convenionale. Utilizarea PTMI se bazeaz pe faptul c poate fi micorat influena structurii de turnare, printr-o recristalizare intermediar intervenit pe parcursul schemei de laminare. Efectul pozitiv al acestei recristalizri const n apariia grunilor fini i echiaci, datorit separrii particulelor de faz secundar la limitele grunilor. Recristalizarea se efectueaz dup omogenizarea parial a lingourilor turnate, cnd fazele secundare coninnd elemente antirecristalizante (Mn, Cr, Zr) sunt puse n soluie (fig. 15.18). Cnd se supune la omogenizare total, are220

loc o precipitare prea fin i dispers a acestor particule, care mpiedic limitele de grunte s migreze. O alt variant de prelucrare termomecanic intermediar (fig. 15.18) implic omogenizarea complet pentru precipitarea particulelor, urmnd apoi rcirea lent cu precipitarea particulelor coninnd elementele de aliere care nu au efect antirecristalizant (Zn, Mg, Cu) ca particule grosiere. Lingoul, astfel prelucrat este laminat la cald, recristalizat i omogenizat. Lingou turnat semicontinuu varianta I varianta II Omogenizare parial Omogenizare total Clire sau rcire n aer Rcire lent Laminare la cald sau semicald Recristalizare Omogenizare Prelucrare convenional (laminare) la cald Tratament termic convenionalFig. 15.18. Prezentarea schematic a variantelor de baz de prelucrare termomecanic intermediar (PTMI).

n ceea ce privete prelucrrile termomecanice finale (PTMF) ale aliajelor de aluminiu speciale, o serie de lucrri de specialitate arat c deformarea naintea mbtrnirii finale se efectueaz dup o etap de mbtrnire artificial sau dup etapa de punere n soluie. Proprietile evaluate au fost n special rezistena i plasticitatea, urmate de rezilien, rezistena la coroziune sub sarcin i rezistena la oboseal. Rezultatele cercetrilor privind PTMF ale aliajelor speciale din sistemul Al-Zn-Mg-Cu indic faptul c pentru a se obine o cretere semnificativ a caracteristicilor de rezisten, n comparaie cu prelucrrile convenionale, este necesar o mbtrnire artificial naintea deformrii, iar mbtrnirea dup deformare se recomand dup o deformare la cald. Pe de alt parte, unele cercetri privind aliajele de aluminiu speciale de seciuni mari arat c PTMF optim const n mbtrnirea artificial urmat de laminarea la rece i de o mbtrnire artificial dup laminare. O variant presupune laminarea la rece i mbtrnirea artificial la temperaturi relativ joase, cu scopul de a menine plasticitatea i reziliena i de a se mri rezistena mecanic fa de cea obinut prin procedee convenionale. Cealalt variant const n laminarea la rece i mbtrnirea artificial la temperaturi relativ ridicate pentru a se obine o combinaie optim ntre rezistena mecanic i rezistena la coroziune sub sarcin. Prelucrrile termomecanice se aplic n special aliajelor de aluminiu destinate industriei aeronautice. Eforturi considerabile au fost depuse n vederea mbuntirii proprietilor de utilizare a aliajelor AlCu4Mg1 (2024) i AlZn5,5MgCu (7075). Unele rezultate sunt utilizabile i pentru aliajele Al-Mg221

precum i pentru unele aliaje noi experimentale. n tabelele 15.13 i 15.14 se prezint unele aliaje speciale din sistemul Al-Cu-Mg (seria 2000) i, respectiv, din sistemul Al-Zn-Mg-Cu (seria 7000), tipurile de prelucrri termomecanice aplicate i proprietile evaluate. Tabelul 15.13 Aliaje ale sistemului Al-Cu-Mg supuse PTM i proprieti evaluate Simbolul Tipurile de PTM Proprieti evaluate K/LR/LC; LR/LC; IA/LR; Rezistena mecanic i Aliaje uzuale IA/LR/RR; IA/LC; plasticitatea 2014IA/LR/A

2024 2024, 2014, 2017, 2618 Aliaje noi 2048 X2048

IN/LC; IN/LC/IA K/LR/AK/LR; K/LC; K/SR; K/LC/IA

Rezistena mecanic, plasticitatea, reziliena, rezistena la coroziune sub sarcin. Rezistena mecanic i fluajul Rezistena, plasticitatea, reziliena, rezistena la coroziune sub sarcin, fluajul, rezistena la propagarea fisurilor la oboseal. Rezistena mecanic, plasticitatea, fluajul Rezistena mecanic i plasticitatea

K/SR/A; K/SC/A; IN/LR. IN/LR/A; IN/LC/A; IA/LC; IA/LC/A

Aliaje laborator IA/LR/RR Al - 2,8 Cu IN/LR/A; IA/LR/A; K/PH; Al - CuK/RR/A

2210

K/LR/A; IA/LR/A

Legenda: K-clire; L-laminare; R-rece; C-cald; S-ntindere; F-forjare; IN-mbtrnire natural; IA-mbtrnire artificial; A-mbtrnire artificial dup deformare; RR-recoacere de recristalizare.

Tabelul 15.14 Aliaje ale sistemului Al-Zn-Mg-Cu supuse PTM i proprieti evaluate Simbolul Tipuri de PTM Proprieti evaluate 7049 7075 7475A15,6Zn2,5Mg1,5Cu A15,3Zn1,7Mg1,8CuZr IA/LC/A; IA/LC/A/LC/A; IA/LC/A/IA/IA/LC/LR/A IA/D/A; IA/D/A/IA; II/LR/II/LC; IA/LC; IA/FR/A IA/LR/; IA/LC; IA/LR; IA/LR/A IA/LR; IA/LR/A IA/LC; IA/LC/A

Rezistena mecanic, plasticitatea, rezistena la coroziune sub sarcin Rezistena mecanic, plasticitatea, rezistena la coroziune sub sarcin, fluajul Rezistena mecanic, reziliena, rezistena mecanic, plasticitatea Rezistena mecanic, plasticitatea Rezistena mecanic, rezistena la exfoliere, fluajul

Legenda: K-clire; L-laminare; R-rece; C-cald; S-ntindere; F-forjare; II-mbtrnire la temperaturi mari, restul indicativelor au aceeai semnificaie ca n tabelul 15.13. 222

n figura 15.19 se prezint operaiile de PTMI pentru obinerea semifabricatelor laminate la cald din aliajul AlZn5,5MgCu (7075). n aceeai figur se prezint, de asemenea, ca alternativ a unei prelucrri convenionale cu mbtrnire izoterm, o variant de prelucrare termomecanic final PTMF bazat pe o deformare plastic prin laminare la rece, realizat ntre dou operaii de mbtrnire artificial. Aceast prelucrare termomecanic final, la care se fac unele referiri n literatura de specialitate, determin o stare de supradurificare a aliajului asociat cu scderea limitat a valorilor plasticitii.

Fig. 15.19. Schema operaiilor de PTMI, urmate de tratamente termice convenionale pentru starea T6 sau de operaii PTMF.

Aa cum rezult din schema prezentat n figura 15.19 se pot utiliza dou tipuri diferite de PTMI: primul tip cuprinde recristalizarea intermediar urmat de laminarea la cald, iar n cel de-al doilea tip procesul de recristalizare reprezint dimpotriv, faza final a etapei de prelucrare a materialului. Este necesar s se sublinieze c etapa de recristalizare, care este n centrul ateniei PTMI, acioneaz numai asupra aliajului parial omogenizat (n care cea mai mare parte a elementelor antirecristalizante este nc n soluie) laminat la semicald. Dup recristalizare, realizat cu nclzire rapid i la temperaturi ridicate semifabricatul se supune unei omogenizri puternic stimulate de domeniul de temperaturi corespunztor precipitrii elementelor antirecristalizante. Prin acest tratament se realizeaz i completa dizolvare a fazelor eutectice i o distribuie uniform n soluia solid, o precipitare fin i dens a particulelor antirecristalizante, scopul acestora fiind "congelarea" structurii obinute mpiedicnd n urmtoarele operaii migrarea limitelor de grunte. n tabelul 15.15 sunt prezentate caracteristicile de rezisten i plasticitate ale semifabricatelor care se obin conform celor patru variante de prelucrare din figura 15.19 i supuse n final tratamentului convenional de tip T6 (clire i223

mbtrnire artificial) i, respectiv, variantei de prelucrare termomecanic final (v. figura 15.19). Tabelul 15.15 Proprietile mecanice ale semifabricatelor laminate la cald din aliajul AlZn5,5MgCu (7075) n starea T6 i, respectiv, prelucrate prin PTMF.Variante de prelucrare I II III IV

n starea T6Rm MPa 632 625 626 635 Rp0,2 MPa 566 564 571 575 A5 % 8,4 12,2 10,6 11,4 Z % 17,5 38,8 33,7 35,6 Rm MPa 674 666 670 665

Dup PTMFRp0,2 MPa 641 638 635 632 A5 % 4,7 7,7 7,0 7,9 Z % 13,7 32,2 27,7 35,1

Din tabelul 15.15 se remarc faptul c n starea T6 (clire 480C x 2h i mbtrnire artificial la 120C x 12 ore) semifabricatele laminate la cald obinute prin PTMI au valori ale rezistenei mecanice (Rm, Rp0,2) de acelai ordin de mrime cu ale semifabricatelor obinute prin prelucrare convenional, fiind caracterizate, n raport cu acestea din urm, de valori ale alungirii la rupere i, mai ales, de valori ale striciunii sensibil mai ridicate, deci de o plasticitate mai ridicat. mbuntiri semnificative ale caracteristicilor mecanice de rezisten se obin la semifabricatele laminate la cald sau prelucrate prin PTMI n cazul n care, n final, se supun PTMF (clire la 480C x 2 ore, mbtrnire artificial la 100C x 1 or, laminare la rece cu = 10 % i mbtrnire artificial la 120C x 12 ore). Condiiile cele mai avantajoase se obin n varianta III de PTMI urmat de PTMF cnd la o valoare acceptabil a alungii, A5 = 7 %, proprietile de rezisten mecanic obinute au crescut la valori foarte ridicate comparabile cu cele ale unor oeluri Rm = 670 MPa i, respectiv, Rp 0,2 = 635 MPa. Trebuie precizat c proprietile fundamentale ale aliajelor speciale cu baz de aluminiu sunt strict dependente de ntregul ciclu de prelucrri termomecanice la care sunt supuse aceste aliaje. Condiiile de prelucrare termomecanic, dac nu sunt respectate ntr-o singur faz a ciclului, pot prejudicia n mod serios cmpul de utilizri al acestor aliaje, n timp ce variaii destul de mici ale modalitilor de execuie a PTMI i PTMF pot micora puternic caracteristicile tipice. n domeniul metalurgiei aliajelor speciale cu baz de aluminiu, avnd n vedere caracterul complex al problemelor de rezolvat, eforturile vor trebui dirijate n direcia dezvoltrii i industrializrii unor noi aliaje speciale cu baz de aluminiu din seria 2000 (Al-Cu-Mg), seria 7000 (Al-Zn-Mg-Cu) sau chiar din seria 8000 (Al-Li-Cu-Mg), n direcia mbuntirii complexului de proprieti ale acestor aliaje i n direcia punerii la punct a unor noi procedee de PTMI i PTMF care s conduc la mbuntirea caracteristicilor de rezisten la oboseal, pstrnd un bun compromis ntre rezistena mecanic, rezistena la coroziune i tenacitate.224

Capitolul 16

LAMINAREA ALIAJELOR NEFEROASE SPECIALE CU BAZ DE MAGNEZIUAliajele speciale cu baz de magneziu devin din ce n ce mai mult aplicate pe scar industrial datorit proprietilor lor mecanice, fizice i tehnologice deosebite n condiii speciale (la temperaturi nalte, la temperaturi foarte joase, n reactoare nucleare etc.). Aliajele de magneziu se caracterizeaz prin greutate specific mic, cldur specific mare, capacitate mare de absorbie a energiei mecanice (a vibraiilor de exemplu). Comparativ cu aliajele de aluminiu, aliajele cu baz de magneziu au conductibilitatea termic mai redus i contracii mai importante la solidificare. La proiectarea subansamblurilor din aliaje cu baz de magneziu trebuie s se ia n seam anizotropia proprietilor mecanice ale produselor laminate, astfel nct direcia de aciune a tensiunilor maxime s coincid cu direcia n care proprietile mecanice sunt maxime. Direcia pentru care se obin cele mei bune proprieti mecanice este direcia de curgere a materialului metalic n timpul deformrii, adic cel mai adesea pe lungimea semifabricatului deformat. In cazul n care se asambleaz piese din aliaje de magneziu cu piese din alte materiale metalice, trebuie avut n vedere probabilitatea coroziunii n locurile de contact; de asemenea, unele aliaje de magneziu sufer fenomenul de coroziune sub sarcin. Magneziul i aliajele sale nu sunt rezistente la coroziune; prezint o oarecare stabilitate la coroziune numai n atmosfer uscat. Rezistena mic la coroziune n aer i n diferite medii impune msuri speciale de protecie ca vopsirea, lcuirea sau tratarea cu bicromat de potasiu. La nclzire magneziul i aliajele de magneziu se oxideaz uor, iar la temperaturi de peste 600C se aprinde cu explozie. Aceasta presupune o atenie special att la nclzirea pentru laminare i la laminarea la cald a magneziului i aliajelor cu baz de magneziu, ct i la prelucrarea prin achiere a magneziului i a aliajelor sale, panul putndu-se aprinde uor. Oxidarea uoar a magneziului i aliajelor de magneziu n stare topit impune ca topirea i turnarea acestora s se fac n atmosfer inert inert sau sub zgur. Caracteristicile mecanice sczute ale magneziului elementar exclud folosirea acestuia ca material de construcii. Este utilizat ca element de aliere i ca dezoxidant pentru un numr mare de aliaje, la elaborarea fontelor nodulare, n pirotehnie i ca element de baz la elaborarea aliajelor de magneziu.225

16.1. PROPRIETI FIZICO-MECANICE I TEHNOLOGICE ALE METALULUI DE BAZ Magneziul aparine subgrupei II A a sistemului periodic al elementelor, i are greutatea specific mic, 1,75 g/cm3, fapt care determin folosirea acestuia n diferite domenii ale tehnicii, n principal n aviaie. Temperatura de topire a magneziului este de 651oC, iar sistemul de cristalizare este hexagonal compact cu parametrii a = 3,2030, c = 5,2002 i raportul c/a = 1,623. Magneziul nu prezint transformri alotropice Din punct de vedere elastic magneziul este practic izotrop. Modulul de elasticitate la 300 K este E = 45 000 MPa, iar modulul de elasticitate transversal are valoarea G = 16 500 MPa. Coeficientul mediu de dilatare liniar a magneziului policristalin la temperatura de 20...100C are valoarea = 25,8 . 10 - 6 / C, conductivitatea termic pentru Mg 99,98 i temperatur cuprins ntre 50...400C are valoarea K=1,545 W/cm grd, iar cldura masic la temperatura de 300 K are valoarea C=0,25 cal/g . grd. Rezistivitatea electric la 20C este de 4,46 . 10-8 . m. Principalele proprieti mecanice i proprietile fizice ale magneziului sunt prezentate n tabelul 16.1. Tabelul 16.1 Caracteristici mecanice i fizice ale magneziului Nr. crt.1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 226

CaracteristicaRezistena la rupere la traciune (stare turnat) Limita de elasticitate (stare turnat) Alungirea la rupere (stare turnat) Modulul de elasticitate E (stare turnat) Duritatea (stare turnat) Rezistena la rupere (stare ecruisat) Limita de curgere la traciune (stare ecruisat) Alungirea la rupere (stare ecruisat) Duritatea (stare ecruisat) Rezistivitatea (0C) Conductibilitatea termic (0C) Cldura specific (20C) Temperatura de fierbere Temperatura de topire Densitatea (20C) Parametrul reelei (20C Structura cristalin Configuraia electronic Volumul atomic (20C) Masa atomic Numrul atomic

Unitatea de msurMPa MPa % MPa HB MPa MPa % HB Ohmm J/mK (cal/cmgrds) J/kg k (cal/ggrd) C C kgdm-3 -

Valoarea110 20 8 45 000 30 200 90 11,5 40 4,6010-3 159,0 (0,380) 1029,9 (0,246) 1107 651 1,75 a=3,2030 c=5,2002 h.c. [Ne] 3s2 14,00 24,312 12

cm3/atom g-

n ceea ce privete proprietile tehnologice, plasticitatea magneziului este redus (alungirea la rupere este cuprins ntre 3 i 12%) ca urmare a sistemului HC n care cristalizeaz. Rezistena la deformare, exprimat prin valorile proprietilor mecanice este relativ sczut i depinde de starea structural (tabelul 16.2) Tabelul 16.2 Caracteristici mecanice ale magneziului n funcie de starea structural CaracteristicaRezistena la rupere Rm, MPa Duritatea, HB Alungirea specific A5, %

Stare turnat80...130

Stare ecruisat200...250

Stare recoapt180

25...30 3...6

50 8...10

40 15...17

Proprietile mecanice sczute exclud folosirea magneziului nealiat pentru construcii de piese. Sub form de produse plate are utilizri, ns puine, ca de exemplu pentru bateriile electrice destinate transportului marin cnd electrolitul este chiar apa de mare. Aliajele de magneziu au ns o larg utilizare datorit greutii specifice mici, a cldurii specifice mari i a capacitii mari de absorbie a energiei mecanice (vibraii). Din aliajele de magneziu se produc piese forjate i matriate, produse plate laminate precum i bare i srme obinute prin tragere. 16.2. PRINCIPALELE PROPRIETI ALE ALIAJELOR SPECIALE CU BAZ DE MAGNEZIU DESTINATE LAMINRII Aliajele magneziului se mpart n aliaje prelucrabile prin deformare plastic i aliaje pentru turnare n piese. Cele mai multe dintre aliajele cu baz de magneziu pot fi durificate prin tratament termic (clire i mbtrnire) Aliajele de magneziu deformabile se pot mpri n funcie de concentraia principalelor elemente de aliere i de efectul acestora n urmtoarele grupe: - aliaje cu rezistena mecanic mic (Rm = 200...230 MPa, A5 = 5...8 %) cu 1,3...2,5%Mn; aceste aliaje (sistemul Mg-Mn) prezint cea mai ridicat rezisten la coroziune dintre toate aliajele de magneziu; - aliaje cu rezisten mecanic medie (Rm = 250...260 MPa, A5 = 7...10 %) cu 0,4...0,8%Al i 1,0...2,2%Mn (adaos de 0,1...0,3%Ce)- sistemul Mg-Mn-Al; - aliaje cu rezisten mecanic mare (Rm = 280...330 MPa, A5 = 9...14 %) cu 3...9,2 % Al, 0,2...5,0 %Zn i 0,15...0,5 % Mn, (cu adaos de 0,3...0,9%Zr); - aliaje refractare cu 1,2...2,5 % Mn i diferite adausuri de Nd, Ni sau Th care pot lucra pn la temperaturi de 250...350C. Rezult c principalele elemente de aliere ale magneziului sunt Al, Zn i Mn pentru care, n figura 16.1, se prezint diagramele de echilibru binare din care rezult c au domenii de solubilitate variabile n funcie de temperatur i, ca urmare, aliajele cu baz de magneziu i cu aceste elemente de aliere pot fi durificabile prin tratamente termice.227

a

b

Fig.16.1. Diagramele binare ale unor sisteme de aliaje cu baz de magneziu:a - sistemul de aliaje Mg-Mn; b - sistemul de aliaje Mg-Zn; c - sistemul de aliaje Mg-Al.

c 16.3. INFLUENA ELEMENTELOR DE ALIERE N ALIAJELE SPECIALE CU BAZ DE MAGNEZIU Manganul mbuntete rezistena la coroziune a magneziului i ajut la obinerea unor granulaii fine. Concentraia manganului este limitat la maximum 2,5% deoarece numai pn la aceast valoare plasticitatea aliajelor de magneziu practic nu este nrutit. Aluminiul formeaz cu magneziul compusul Al3Mg4 i pn la concentraii de 5...7 % conduce la creterea proprietilor de rezisten i de plasticitate ale aliajelor de magneziu. La peste 8 % concentraie a aluminiului n228

aliajele speciale de magneziu, plasticitatea acestora scade simitor i, ca atare, procesul de laminare la cald se ngreuneaz. Zincul formeaz cu magneziul compusul MgZn2 i pn la concentraii de 5...6 % asigur creterea att a proprietilor de rezisten ct i a celor de plasticitate ale aliajelor de magneziu. Concentraii ale zincului mai mari de 3...4% produc scderea brusc a plasticitii aliajului. In afara acestor elemente de baz, pentru alierea magneziului se mai introduc, cu diferite concentraii i alte elemente prezentate n continuare. Argintul n concentraie de 2...2,5 % produce creterea rezistenei aliajelor Mg-Al-Mn pn la 450 MPa i alungirii pn la 5 %, deci suficient pentru a se prelucra la cald cu uurin. Zirconiul n concentraie de 0,6...0,9 % asigur finisarea granulaiei aliajelor i creterea proprietilor de rezisten pn la 320 MPa i o alungire de pn la 8%. Beriliul n concentraii foarte mici, de 0,01...0,03 %, formeaz o pelicul de oxid la suprafaa magneziului topit protejndu-l de ardere n timpul turnrii semifabricatelor sau pieselor. Thoriul i calciul, dar i pmnturile rare cum sunt Ce, Y etc. (fig.16.2) n concentraii de 1,5...4 % i, respectiv, de 0,1...0,3 % mresc refractaritatea aliajelor de magneziu fr a afecta plasticitatea. De asemenea, la temperatura ambiant, rezistena aliajelor cu Th ajunge la 400 MPa. Litiul, n concentraii de circa 10...15%, conduce la micorarea greutii specifice a aliajelor pn la valoarea de 1,34 kg /dm3 i asigur o alungire de 25...30 %, la o rezisten la rupere de 150 MPa la temperatura ambiant, care ns crete atunci cnd se ating valori negative ale temperaturii (fig.16.3).

Fig. 16.2. Influena adaosurilor de metale rare asupra rezistenei magneziului la temperatura de 315C:1 - neodim; 2, 3 - mimetal; 4 - ceriu; 5 - lantan.

Fig. 16.3. Influena temperaturii asupra proprietilor aliajului Mg-Li cu coninut de 13...15%Li:1 - alungirea; 2 - rezistena la rupere; 3 - limita de curgere. 229

16.4 PARAMETRII TEHNOLOGICI DE LAMINARE A ALIAJELOR SPECIALE CU BAZ DE MAGNEZIU 16.4.1. Deformabilitatea aliajelor speciale de magneziu Comportarea la deformarea plastic a aliajelor speciale de magneziu depinde att de domeniul de temperaturi n care se efectueaz procesarea, ct i de natura principalelor elemente de aliere (Al, Zn, Mg, Zr). Aliajele deformabile cu utilizare larg n industrie (tabelul 16.3) fac parte din sistemele urmtoare: - Mg-Al-Zn avnd 3,0...9,0 % Al, 0,2...1,5 % Zn i 0,15...0,50 % Mn; - Mg-Mn avnd 1,5...2,5 % Mg i 0,15...0,35 % Ce; - Mg-Zn avnd 4,0...5,5 % Zn i 0,3...0,9 % Zr. Caracteristicile de deformabilitate ale acestor aliaje la temperaturi de pn la 500C sunt date n diagramele din figura 16.4. Din studiul acestor diagrame rezult urmtoarele: - plasticitatea aliajelor din sistemul Mg-Al-Zn depinde n mare msur de concentraia aluminiului; astfel n cazul aliajelor cu 3...4 % Al i 0,2...0,8 % Zn se constat influena important a vitezei de deformaie asupra valorii indicilor de plasticitate. Dac n cazul deformrii dinamice (la un ciocan de forj) gradul maxim de reducere realizat este de pn la 30%, n intervalul de temperatur de 350...425C, la deformarea static (la pres) valoarea deformaiei este de peste 2,5 ori mai mare, ajungnd pn la 80% n intervalul de temperatur de 350...450C; - prin creterea concentraiei aluminiului n aliaj la 5...7 % i a zincului la 0,5...1,5% se constat o important micorare a plasticitii; astfel la deformarea static, n intervalul de temperaturi de 250...400C, gradul maxim de deformare este de 40...60%, iar n cazul deformrii dinamice gradul de deformare nu depete 20...30% ntr-un interval de temperaturi mult ngust (325...375C); - n ceea ce privete rezistena la deformare a aliajelor din sistemul ternar Mg-Al-Zn se constat o scdere practic liniar a acesteia (exprimat prin rezistena la rupere prin traciune) n intervalul de temperaturi 200...450C de la valori de 280...320 MPa la 40...50 MPa. S-a stabilit, de asemenea, c att la magneziu ct i la aliajele cu 5...7% Al, pn la 200oC deformaia este considerat la rece, iar pentru aliaje de la 250C i pentru magneziu de la 300C ncepe procesul de dedurificare, valorile rezistenei la deformare scznd simitor; acest fapt se datoreaz i intrrii n aciune, la temperaturi de 212C, a unui nou sistem de alunecare pe feele laterale ale prismei hexagonale; - creterea n continuare a coninutului de aluminiu pn la circa 9%, micoreaz i mai mult plasticitatea aliajelor, deformarea acestora putndu-se executa numai n condiii statice i ntr-un interval de temperaturi cuprins ntre 340...420C, pentru care gradul maxim de deformare nu depete 20...25%; - plasticitatea aliajelor din sistemul Mg-Mn este foarte mare (gradul maxim de deformare atinge valori de 70...80%) ntr-un interval relativ larg de temperaturi (300...500C) indiferent de viteza de deformaie a procesului de deformare. In acest sens se recomand ca procesele de deformare la cald s se230

desfoare ntr-un interval de temperaturi cuprins ntre 350...480C. nclzirea peste 480C nu este indicat deoarece exist pericolul apariiei fenomenului de supranclzire, iar temperatura de sfrit de deformare nu trebuie cobort sub 350C pentru a se asigura aliajului o rezisten la deformare relativ redus;

Fig. 16.4. Caracteristici de deformabilitate n funcie de temperatur ale aliajelor:a - Mg-Mn-Ce; b - Mg-Al(3...4%)-Zn; c - Mg-Al(5...7%)-Zn; d - Mg-Zn-Zr.

- aliajele Mg-Mn, la temperaturi de 300C, deformate cu grade de reducere mai mari de 10% au tendina mare spre ecruisare. Rezistena la deformare la temperatura menionat atinge valori de 240 MPa. De asemenea, creterea inclusiv a vitezei de deformaie face ca procesul de deformare s corespund deformrii la rece. Creterea temperaturii la 350C face ca rezistena la deformare s scad de aproximativ 1,5 ori, ajungnd la 155 MPa, ecruisarea disprnd complet; - adausul de Ce n aliajele Mg-Mn schimb mult comportarea la deformare a acestora; astfel deformarea aliajelor la temperatura de 300C nu depinde de valoarea reducerii aplicate i nu se constat apariia ecruisrii; creterea n continuare a temperaturii pn la 450C nu schimb practic231

232

comportarea acestor aliaje n timpul deformrii; datorit tendinei de ecruisare relativ slabe a acestor aliaje, temperatura de sfrit de deformare poate fi de pn la 280...300C, aceast concluzie fiind valabil i pentru cazul aliajelor Mg-Mn fr adaus de Ce; - aliajele din sistemul ternar Mg-Zn-Zr sunt de asemenea sensibile la variaia vitezei de deformaie; astfel, la deformarea static, plasticitatea acestor aliaje este foarte mare, atingnd chiar 90% ntr-un interval larg al temperaturilor de deformare (200...450C), n timp ce la deformarea dinamic plasticitatea scade de peste 2 ori, fiind de maxim 30...40% ntr-un interval de temperatur de 250...400C; - rezistena la deformare a aliajelor Mg-Zn-Zr n funcie de temperatur i gradul de deformare difer ca mod de variaie, fa de celelalte tipuri de aliaje; astfel, la 300C procesul de ecruisare conduce la creterea continu a rezistenei la deformare n funcie de deformaia aplicat, n timp ce la 350C i grade de reducere de peste 20% apare procesul de dedurificare i valoarea absolut a rezistenei la deformare nu depete 120 MPa (fa de circa 200 MPa la 300oC); micorarea n continuare a rezistenei la deformare pe msur ce gradul de reducere crete este consecina efectului termic al deformaiei, n special la viteze de deformaie mari. In ceea ce privete intervalul de temperaturi recomandat pentru desfurarea proceselor de deformare la cald se va avea n vedere c temperatura superioar a intervalului nu va depi 410C, datorit tendinei aliajului la supranclzire, iar temperatura de sfrit de deformare nu va cobor sub 320C la deformarea dinamic i respectiv 280C la deformarea static, pentru a se asigura totui caracteristici de deformabilitate corespunztoare aliajului. 16.4.2. Regimul termomecanic de laminare Temperatura de laminare. Din studiul deformabilitii aliajelor speciale de magneziu rezult c laminarea acestor aliaje, la temperaturi de 250C sau mai coborte nu este recomandat ca urmare a apariiei i intensificrii procesului de ecruisare, creterea valorilor rezistenei la deformare i reducerea plasticitii. Durificarea aliajelor de magneziu crete pe msur ce viteza de deformaie este mai mare. Micorarea rezistenei la deformare i creterea plasticitii are loc, n funcie de compoziia aliajelor, de la 300...325C n sus, cnd fenomenul de ecruisare practic nu mai apare i n special cnd deformarea are loc cu viteze mici de deformare (deformare static). Gradul total de reducere aplicat produce modificri structurale n aliajele de magneziu i, ca efect, variaia proprietilor mecanice ale acestora. Se constat c anizotropia maxim ct i scderea proprietilor mecanice ale produselor deformate apar la grade totale de deformare din intervalul 50...70 %. La grade de deformare de minimum 95% se obin mult mai uniforme proprietile mecanice pe direcie longitudinal i transversal, respectiv anizotropia acestora se reduce la minimum, iar nivelul absolut al acestor proprieti crete.233

In ceea ce privete valoarea gradului critic de deformare, aceasta nu depete, pentru majoritatea aliajelor de magneziu 10...15%. Spre deosebire de aliajele de aluminiu, la procesul de recristalizare a aliajelor de magneziu, are influen nsemnat i viteza de deformaie. Astfel, la viteze mici de deformaie procesul de recristalizare are loc ncepnd cu temperatura de 350C pe cnd la viteze ridicate de deformaie recristalizarea se produce la temperaturi mult mai nalte. Pentru obinerea unor structuri omogene de recristalizare la aliajele de magneziu, se recomand ca gradul de reducere pe fiecare etap (trecere) de deformare s fie mai mare de 15%. Viteza de deformaie. Din studiul diagramelor de plasticitate a aliajelor de magneziu rezult c gradul maxim de deformare, prin care se apreciaz plasticitatea aliajelor, scade odat cu creterea concentraiei elementelor de aliere i, n acelai timp, depinde i de valoarea vitezei de deformaie. Astfel, se poate admite c pentru majoritatea aliajelor industriale de magneziu, gradul maxim de deformare n condiii dinamice nu depete 30...50%, n timp ce la deformarea static acelai parametru atinge valori de 70...90%. De asemenea, rezistena la deformare variaz mult n funcie de viteza de deformaie, atingnd valori de 1,5...2 ori mai mari n cazul deformrii dinamice comparativ cu deformarea static. Viteza de nclzire i rcire a aliajelor deformate. Valoarea ridicat a conductivitii termice a aliajelor de magneziu permite nclzirea lor n vederea deformrii cu vitez mare. Se recomand ca timpul de nclzire al semifabricatelor s fie de circa 1,5...2 min pentru fiecare milimetru de grosime sau de diametru a acestora, indiferent dac sunt n stare de turnare (lingouri) sau de deformare. Durata de meninere a semifabricatelor n cuptoare la temperatura de nclzire pentru laminare trebuie s fie riguros reglementat avnd n vedere c depirea valorilor optime conduce la nrutirea proprietilor mecanice a produselor deformate, n special ca urmare a tendinei de supranclzire a acestor aliaje. Rcirea dup laminare a aliajelor de magneziu se realizeaz n aer. Aliajele speciale din sistemul Mg-Mn cu eventuale adausuri de Ce au plasticitatea mare, att la deformarea la cald ct i la deformarea la rece i, ca atare, pot fi prelucrate prin orice procedeu de deformare plastic (laminare, extrudare, forjare). Aliajele speciale cu baz de magneziu din sistemul Mg-Al-Zn-Mn au valorile rezistenei la deformare mult mai mari i parametrii de plasticitate mai mici, acetia din urm micorndu-se continuu pe msur ce crete concentraia aluminiului n aliaj. Aceste aliaje vor trebui deformate prin procedee care pot asigura schema mecanic a deformaiei cu valori ridicate ale presiunii hidrostatice, la care eventualele tensiuni de ntindere s aib valori ct mai mici i, de asemenea, cu valori reduse ale vitezei de deformaie, cum este cazul extruziunii sau matririi nchise. Aliajele speciale Mg-Zn-Zr fac parte din grupa celor cu plasticitate redus i, ca atare, prelucrarea lor se va asigura tot prin scheme mecanice ale deformrii caracteristice extruziunii sau matririi nchise.234

Capitolul 17

LAMINAREA ALIAJELOR NEFEROASE SPECIALE CU BAZ DE TITANTitanul i aliajele cu baz de titan au masa specific mic, rezistena mecanic specific mare, att la cald ct i la rece, rezistena la fluaj bun, proprieti refractare ridicate, rezistena la coroziune mare, avnd coeficientul de dilatare termic mic (circa jumtate din cel al oelurilor inoxidabile) i conductivitatea, de asemenea, mic. Aliajele de titan se ntrebuineaz n primul rnd pentru rezistena lor specific mare i pentru comportarea lor bun la coroziune. Sunt utilizate n construciile aeronautice pentru realizarea nveliului avioanelor, pentru realizarea fuzelajelor avioanelor precum i pentru confecionarea componentelor destinate motoarelor cu reacie (paletele i bridele compresoarelor, conducte etc), n tehnica rachetelor pentru realizarea corpurilor motoarelor pentru a doua i a treia treapt i a buteliilor pentru stocarea gazelor lichefiate i comprimate, n industria chimic pentru echipamente care lucreaz n atmosfer de clor umed i n medii de soluii apoase i acide de clor i pentru schimbtoare de cldur care lucreaz n acid sulfuric, n construciile navale pentru confecionarea elicelor propulsoare, pentru nveliul navelor marine i submarine cu propulsie atomic i pentru torpile i n energetica nuclear pentru realizarea de echipamente necesare tratamentului combustibilului nuclear. Aliajele de titan sunt foarte plastice la temperaturi sczute, motiv pentru care sunt utilizate n tehnica frigului. Unele proprieti specifice ale titanului, ca de exemplu, afinitatea mare pentru elementele interstiiale oxigen, hidrogen, azot i carbon face ca prelucrarea acestuia s se efectueze dup metode specifice care s prentmpine contaminarea cu asemenea elemente, care constau n desfurarea operaiilor tehnologice n incinte vidate sau cu atmosfere de protecie de argon. Oxidarea titanului are ca rezultat formarea unui strat de oxid deosebit de aderent i fragil, care conduce la scderea prelucrabilitii titanului i aliajelor sale. Cu celelalte elemente interstiiale, titanul formeaz compui chimici deosebit de stabili, care mpreun cu oxizii superficiali determin scderea accentuat a plasticitii i tenacitii titanului pur i a aliajelor sale. La utilizarea titanului i aliajelor de titan trebuie s se in seama i de anumite inconveniente cum sunt prelucrabilitatea prin achiere sczut, situat ntre cea a oelurilor de scule i cea a superaliajelor de nichel sau cobalt i tendina de deteriorare a pieselor supuse la frecare prin alunecare (oboseal cu frecare) datorit coeficientului de frecare mare i conductivitii termice sczute.235

17.1. PROPRIETI FIZICO-MECANICE I TEHNOLOGICE ALE METALULUI DE BAZ Titanul este situat n subgrupa IV B a sistemului periodic al elementelor fiind considerat, la fel ca i omologii si superiori zirconiul i hafniul, metal greu fuzibil datorit temperaturii sale de topire foarte ridicate (1725C). Greutatea specific a titanului, 4,5 g/cm3, ocup un loc mijlociu ntre greutile specifice ale celor dou metale principale folosite n industrie, fierul (7,86 g/cm3) i aluminiul (2,70 g/cm3), de aceea titanul este considerat metal semiuor. Principalele proprieti fizice ale titanului sunt artate n tabelul 17.1. Tabelul 17.1 Proprietile fizice ale titanului Unitatea de Proprietatea Valoarea msurNumrul atomic Masa atomic Volumul atomic Stri de oxidare Configuraie electronic Densitatea (20C) Transformri polimorfice Temperatura de transformare polimorfic Reeaua cristalin a fazei Parametrul reelei (25C) cm3/atom g kg/dm3 C 40 47,90 10,6 +2, +3, +4 [Ar] 3d24s2 4,5 882 h.c. a = 2,9504 c = 4,6833 c/a = 1,587 c.v.c. a = 3,3065 1725 10 3625 473,10 (0,113) 171,6 (0,41) 8,510-6 43,510-8 5,80,4

Reeaua cristalin a fazei Parametrul reelei (900C) Temperatura de topire Temperatura de fierbere Cldura specific (20C) Coeficientul de conductibilitate termic (25C) Coeficientul de dilatare termic liniar (25C) Rezistivitatea electric (0C) Seciunea eficace de absorbie a neutronilor termici

C C J/kg K (cal/ggrd) W/mK (cal/cmgrds) grd-1 Ohmm barni

Caracteristicile mecanice ale titanului tehnic depind n mare msur de natura i coninutul impuritilor i, implicit, de procesul de obinere. Titanul foarte pur posed plasticitate remarcabil, alungirea putnd atinge valoarea de 60%, ns rezistena mecanic este relativ mic, 220...260 MPa. La cantiti chiar foarte mici de impuriti de impuriti existente n titanul tehnic plasticitatea se micoreaz, alungirea scznd la 25...30%, n schimb se mrete substanial rezistena mecanic pn la valori de 540...640 MPa. n tabelul 17.2 se prezint comparativ caracteristicile mecanice ale titanului pur i ale titanului tehnic.236

Tabelul 17.2 Proprietile mecanice ale titanuluiDenumirea proprietilor mecanice Modul elasticitate E Rezistena la rupere Limita de curgere Alungirea, A5 Striciunea, Z Reziliena, KCU Duritatea, HB U.M. Titan pur obinut prin iodurare din TiI4 Recopt n Retopit n vid vid i turnat la 750C 78400 112000 224 258 122 137 55 62...70 60 85...88 200 250 95 105 Tit