Tratarea termică a oțelurilor
4. Activități Tratamentul termic al oțelurilor
Activitatea 4.1
Importanța tratamentelor termice ale oțelului
Care sunt tratamentele termice ale oțelului? Factorii implicați în tratament. Caracterizare grafică.
Activitatea 4.3
Definiția Fe-C martensite. Proprietăți.
Activitatea 4.9
Descrieți semnificația fiecăruia dintre graficele din Figura 4.5
Activitatea 4.1
Importanța tratamentelor termice ale oțelului
Oțelul este cel mai important dintre toate produsele din oțel și acest lucru este confirmat de faptul că 80% din fierul lichid produs în furnalele este dedicat producției sale. Unul dintre faptele care justifică importanța oțelului în industrie este posibilitatea de a obține o mare varietate de proprietăți cu același tip de material. De exemplu, putem avea oțeluri maleabile pentru plăci, oțeluri inoxidabile pentru lucru în medii umede, oțeluri magnetice pentru aplicații electromecanice, oțeluri cu duritate ridicată și rezistență la uzură și temperaturi ridicate pentru unelte de tăiere etc.
O mare parte a variabilității proprietăților se datorează diferitelor tratamente la care este supus oțelul, printre care se numără laminarea, forjarea, tratamentele termice precum stingerea, recoacerea, călirea și normalizarea, tratamentele de suprafață precum cimentarea și nitrurarea etc.
Activitatea 4.2
Care sunt tratamentele termice ale oțelului? Factorii implicați în tratament. Caracterizare grafică.
Tratamentele termice constau în supunerea oțelului la o combinație de operații de încălzire și răcire cu timpi determinați, pentru a varia proporțiile constituenților săi și a produce astfel proprietățile dorite asupra acestuia. Variațiile proprietăților din material care apar ca urmare a tratamentului termic trebuie să fie permanente, altfel tratamentul termic nu ar avea niciun sens.
Cele mai frecvent utilizate tratamente termice sunt stingerea, călirea, recoacerea și normalizarea. Toate procedurile se bazează pe transformarea sau descompunerea austenitei. Prin urmare, primul pas în orice tratament termic al unui oțel va fi încălzirea materialului la temperatura care duce la formarea austenitei.
Temperatura și timpul sunt principalii factori care influențează un tratament termic și trebuie stabilite întotdeauna în avans, în funcție de compoziția oțelului, forma și dimensiunea pieselor care urmează să fie obținute.
Prin reprezentarea temperaturii în funcție de timp, orice tratament termic poate fi caracterizat. Într-un mod foarte generalizat, pot fi luate în considerare următoarele puncte importante: temperatura maximă de încălzire, Tmax, la care materialul este încălzit în timpul tratamentului termic, timpul de păstrare la temperatura maximă, tm, și ratele de încălzire și răcire.
Există două valori ale temperaturii în timpul încălzirii, care sunt importante de evidențiat: temperatura AC 1 sau cea la care începe să apară constituentul austenitic (723 o C) și temperatura AC 3 sau cea la care întreaga masă de oțel a fost deja transformată în austenită (între 723 o C și 1.148 o C); valorile specifice ale acestor temperaturi variază în funcție de proporția de carbon conținută în oțel.
Diagrama de fază Fe-Fe3C (figura 4.2) este baza pentru studierea tratamentelor termice ale oțelurilor, în special doar partea din diagramă corespunzătoare aliajelor a căror concentrație nu depășește 2% din C, astfel încât partea care într-adevăr interesează este colorat.
Activitatea 4.3
Definiția Fe-C martensite. Proprietăți.
Martensitul este constituentul tipic al oțelurilor temperate. Este definită ca o fază metastabilă formată dintr-o soluție solidă supersaturată interstițială de carbon în rețeaua cristalină a fierului BCC sau a fierului tetragonal centrat în corp.