7 Lucrarea nr.12__________________________________________________

12 Lucrarea nr.12________________________________________________________

LUCRAREA NR. 12

Structura oelurilor carbon de scule (OSC) i a oelurilor aliate de scule (Rp)

1. Introducere

Datorit condiiilor de exploatare tot mai severe impuse oelurilor , oelurile carbon nealiate nu pot satisface cerinele impuse n anumite cazuri i din cauza aceasta ele sunt nlocuite cu oelurile aliate. Acestea au proprieti superioare celor nealiate, proprieti asigurate de elementele de aliere.

Elemente de aliere sunt introduse n mod voit n compoziia chimic a oelurilor cu scopul mbuntirii uneia sau a mai multor proprieti.

Cele mai frecvente elemente de aliere folosite sunt urmtoarele : Cr, Ni, W, Mo, V, Al, Ti, Cu. Mai rar sunt utilizate i Nb, Zr, Pb. Dac Si i Mn depesc o anumit valoare n compoziia chimic a oelurilor, ele sunt considerate elemente de aliere (Si > 0,5 %, respectiv Mn > 0,8% ).

Elementele de aliere se clasific dup dou criterii, i anume:

a) elemente de aliere care influeneaz transformrile alotropice ale fierului :

elemente alfogene (Cr, Mo, W, Si, Ti, Be, B, Zr). Aceste elemente lrgesc domeniul de existen al fontei, reducnd domeniul austenitei.

elemente gamagene (Ni, Mn, Cu, Zn, N) care lrgesc domeniul de existen al austenitei chiar pn la temperatura ambient.

b) modul de reacie fa de carbon:

elemente de aliere care formeaz carburi (Cr, Ti, W, Zr , Nb) de diverse tipuri.

elemente de aliere care nu formeaz carburi (Ni, Si, Co, Al, Cu, N). Aceste elemente de aliere se dizolv n ferit, cementit sau austenit pe care le aliaz, mbuntindu-le astfel anumite proprieti.

Exemplu:

Ferita aliat are diritatea i rezistena mai mare fa de cea prezent n oelurile carbon fr ca A, Z, K,Cu s se micoreze sensibil. Dac se aliaz cu nichel i vanadiu tenacitatea fontei crete foarte mult la temperaturi sczute.

Ferita aliat cu molibden se caracterizeaz printr-o tendin minim de fragilizare la revenire datorit micorrii vitezei de difuziune a elementelor care determin formarea carburilor la limita grunilor.

Toate elementele se dizolv ntr-o msur mai mic sau mai mare n ferit. Nichelul se dizolv total, iar restul elementelor se dizolv urmtoarea ordine : Si> Mo> V> Mn> Cr.

Peste o anumit valoare elementele de aliere se repartizeaz n cementit.

Cementita aliat este mai stabil la austenitizare i revenire dect cementita nealiat. Ea confer oelurilor o duritate mare i proprieti de rezisten mari.

Austenita aliat datorit elementelor de aliere din austenit , ea apare n strcutura oelurilor i la temperatura ambiant. Elementele de aliere cele mai des folosite sunt Ni i Cr.

2. Principii de clasificare a oelurilor aliate

a) Dup coninutul elementelor de aliere oelurile aliate se clasific n :

Oeluri slab aliate EA < 5% Oeluri mediu aliate EA 5- 10% Oeluri nalt aliate EA >10%

b) Dup microstructura de recoacere de echilibru, oelurile se mpart n :

Oeluri hipoeutectice - au un coninut redus de carbon i de elemente de aliere (% C < 0,22 %). Acest tip de oeluri se folosete n construcii i structuri sudate.

Oeluri hipereutectice - au un coninut mediu de carbon i elemente de aliere. Ele au o strctur perlitic i conin carburi. Aceste oeluri sunt utilizate la execuia sculelor de deformare plastic i a instrumentelor de msur i control.

Oeluri ledeburitice au un coninut de carbon ridicat i sunt nalt aliate. Au o structur de echilibru format din perlit, cementit secundar i ledeburit. Acest tip de oeluri este utilizat pentru fabricarea sculelor achietoare.

c) Dup structura de normalizare (rcire n aer), oelurile se clasific n:

Oeluri aliate perlitice

Oeluri aliate martensitice

Oeluri aliate austenitice

d) Dup destinaie :

Oeluri pentru construcii mecanice

Oeluri pentru scule

Oeluri cu destinaie particular.

3.Oeluri carbon pentru scule (OSC)

Aceste oeluri au un coninut de carbon cuprins ntre 0,7 1,3 %. Se simbolizeaz cu OSC (de exemplu OSC7; OSC8; OSC8M; OSC10; Osc11; OSC13).

OSC8M Simbolul arat oel pentru scule cu 0,8% carbon, iar litera M arat c oelul are peste 0,8% Mn.

Afar de OSC7 celelalte sunt oeluri hipereutectoide cu o structur de perlit, cementit secundar i carburi.

n urma tratamentelor termice de clire i revenire se obine o structur format din martensit de revenire i austenit rezidual. Aceast structur asigur o duritate de 60-65 HRC.

Sculele executate din OSC-uri au o stabilitate n exploatare pn la temperaturi de 190-200 C. Din aceste oeluri se confecioneaz scule de lctuerie (dornuri, dli, ciocane, pile), instrumente de msur i n cazuri speciale achietoare care lucreaz la regimuri uoare de achiere (burghie, alezoare, tarozi, filiere).

3. Oeluri nalt aliate pentru scule (Rp)

Oelurile nalt aliate pentru scule poart i denumirea de oeluri rapide Rp. Se caracterizeaz printr-o stabilitate mare la cald , pn la temperaturi de 600 C.

Sculele executate din oeluri rapide lucreaz cu viteze de achiere de 2-4 ori mai mari n comparaie cu alte oeluri de scule i au o durabilitate de 10-30 de ori mai mare fa de acestea.

Oelurile rapide au un coninut de carbon de peste 0,6 % i sunt nalt aliate cu W, Cr, Mo, V i uneori cobalt.

Structura de echilibru a oelurilor rapide depinde de starea n care se afl, astfel :

n urma deformrii plastice la cald urmat de recoacere oelurile rapide au o structur cuprinznd perlit aliat )+ cementit secundar sau perlit aliat + cementit secundar + ledeburit.

n stare turnat structura este alctuit din perlit aliat nconjurat de o reea de ledeburit aliat.

dup clire apare o structur de martensit de clire, o mare cantitate de austensit rezidual i carburi.

dup reveniri multiple (cel puin trei la ~500 C) apare martensita de revenire, cu carburi fin dispersate n masa de martensit de revenire i o cantitate mai mic de austenit rezidual.

Principalele tratamente termice aplicate acestor oeluri sunt :

deformarea plastic la cald pentru micorarea reelei de carburi ;

recoacerea de revenire pentru scderea duritii n vederea prelucrrii prin achiere;

clirea volumic martensitic urmat de revenire joas;

(? nclzirea pentru austenitizare se face n bi de sruri cu trepte de meninere, se poate face n ulei sau n bi de sruri pn la o anumit temperatur, urmat de o rcire n aer. Dup clire se face un tratament sub 0 C (- 80 C) pentru transformarea austenitei reziduale n martensit urmat de cel puin trei reveniri la 500-560 C cu timp de meninere de aproximativ 1 or pe ciclul de revenire.)

Ciclograma de tratament termic este prezentat n fig. (fig.12.1 pg.113 ghid)

4.6.1 Ciclograma de tratament a oelurilor rapide

Din oelurile rapide se execut scule achietoare cum ar fi : cuite de strung, freze, burghie, tarozi, filiere, alezoare, etc.

Modul de lucru

Se vor examina la microscop optic metalografic probe din oel carbon de scule (OSC) cu structur de echilibru , clite i revenite, precum i probe din oeluri rapide cu structuri de echilibru, clite i revenite.

Se vor trage concluzii privind legtura dintre corespondena compoziia chimic, structuri i proprietile oelurilor respective i se vor trece n urmtorul tabel.

Nr.

probCompoziie

chimicStarea

echilibru/ trat. termic Constitueni

structuraliProprieti

(Rm, HB, A, Z)

Oel carbon de scule OSC 8(100:1)

(laminat la cald)

Oel rapid de scule Rp3(100:1)

(laminat la cald)

Oel aliat de scule W300(500:1)

(clit i revenit la 500OC)

EMBED Photoshop.Image.7 \s

EMBED Photoshop.Image.7 \s

EMBED Photoshop.Image.7 \s

EMBED Photoshop.Image.7 \s

_1192432313.psd

_1192527688.psd

_1192527802.psd

_1192432406.psd

_1186993300.unknown