Fontele - materiale metalice neferoase

Fontele .

Sunt aliaje Fe-C cu continut de carbon intre 2,11 . 6,67%. Se obtin in furnale din materie prima compusa minereu de fier si mangan, carbune, fondanti. Fontele obtinute in furnal se numesc fonte de prima fuziune, sau foarte brute. Ele sunt destinate pe de-o parte pentru obtinerea otelului, fie sunt retopite pentru returnarea in piese, fiind cunoscute sub denumirea de fonte pentru turnatorie.

Clasificare fontelor .

In functie de modul de obtinere se impart in :

-fonte de prima fuziune ( fonte brocate )

-fonte de a doua fuziune ( fonte de turnatorie ) .

a. Fonte de prima fuziune, conform STAS 082-65 se impart in :

-fonte obisnuite pentru turnatorie, avand simbolul FK ( FK 0 . FK 5 ) in care cifrele indica ordinea din STAS;

-fonte speciale pentru turnatorie cu simbolul FX ( FX 1 . FX 7, X-special, cifrele indica ordinea in STAS ) .

-fontele pentru afanare cu simbolul FAK ( FAK 0 . FAK 4, cifrele indica ordinea in STAS ) .

-fonte silicioase cu simbolul FS ( FS 1, FS 2 ) cifrele indica ordinea in STAS.

b. Fontele turnate in piese se impart in :

-fonta cenusie cu grafit lamelar denumita si fonta cenusie deoarece culoarea fontei este cenusie. Se simbolizeaza prin grupul de litere Fc urmat de un grup de cifre ce indica rezistenta la rupere in N/mm². Exemplu : Fc 100 , Fc 400. Sunt cuprinse in STAS 568-75.

-fonta cu grafit nodular turnata in piesa (STAS 6071-75). Se obtine prin tratament termic de modificare ce consta in introducerea de magneziu in fonta lichida. Se simbolizeaza prin grupul de litere Fgn urmat de un prim grup de cifre ce indica rezistenta la tractiune in N/mm² si al doilea grup de cifre indica alungirea minima 12% . Exemplu : Fgn 420-12; Fgn 480-5; Fgn 500-7 .

-fonta maleabila turnata in prese. ( STAS 569-79 ). Se obtine prin tratament termic de maleabilizare. Se simbolizeaza prin Fm urmat de un grup de cifre ce indica rezistenta la tractiune in N/mm², si litrele a-alb, n-negru, p-perlita, ce indica tipul structurii. Exemplu : Fm 400-a; Fm 320-n; Fm 350-n; Fm 450-p .

-fonta refractara turnata in piese. ( STAS 6706-75 ). Sunt fonte aliate cu Cr, Si, Al, au rezistenta mare la temperaturi inalte ( refractare ). Exista marci de tipul FrCr 1,5; FrSi 5, simbolul elementelor chimice indica elementele de aliere aflate in compozitie, iar cifrele indica continutul acestor elemente in procente.

-fonta antifrictiune turnata in piese. (STAS 6706-73). Are rezistenta mare la uzura prin frecare si poate fi fonta cenusie Fc, fonta cu grafit nodular Fgn sau fonta maleabila Fm. Simbolul fontei va fi : Fc, Fgn, Fm la care se adauga literele A-antifrictiune si cifrele ce indica ordinea din STAS.

Exemplu : Fc A-1, Fgn A-2, Fm A-1 etc.

2. 2.2. Materiale metalice neferoase .

Cele mai utilizate materiale metalice neferoase utilizate in constructia de masini sunt : Cu, Al, Mg, Zi, Cr, Ni, Pb si aliajele acestora. In industrie se folosesc intr-o masura mai redusa, deoarece prezinta pret de cost mai ridicat decat cel al fontelor si al otelurilor obisnuite.

Clasificarea metalelor neferoase

Din totalitatea materialelor metalice neferoase utilizate, numai cele uzuale au fost standardizate. Cele mai utilizate materiale metalice neferoase sunt :

Cupru si aliajele pe baza de cupru ( STAS 270-80 ) .

-Cuprul este unul dintre cele mai importante materiale metalice neferoase avand temperatura de fuziune de 1083^oC si greutatea specifica de 8940kg/m³. Exemple de marci : Cu 99,97; Cu 99,95; Cu 99,95 k; Cu 99,9; Cu 99,5 .

-Alame nedeformabile ( STAS 95-80 ). Sunt aliaje ale Cu cu Zn. Simboluri : CuZn 28, CuZn 40. Alamele cu mai mult de 80% Cu se numesc tombacuri.

-Alama turnata in blocuri si piese ( STAS 199-80 ). Este destinata turnarii pieselor. Simboluri : CuZn 10 Pb; CuZn 40 N 3 Fe .

-Bronzuri cu staniu deformabil sau turnat ( STAS 93-76; 197-76 ) este un aliaj al Cu cu Al si eventual continand si alte elemente. Exemplu : CuZn 12, CuSn 10 Zn 2, CuSn 6 Zn 4 Pb 4 etc.

-Bronzul de aluminiu turnat ( STAS 198-76 ) sau deformabil ( STAS 203-75) este un aliaj al Cu cu Al si eventual continand alte elemente. Exemplu : CuAl 9 T, CuAl 10 Fc 3 T .

Fontele albe sunt denumite astfel datorita aspectului argintiu al rupturii ( cauzat de prezenta cementitei ) si sunt aliaje feroase cu continut de carbon cuprins intre 2,06 . 6,67%. Factorii care favorizeaza obtinerea fontelor albe sunt: temperaturile ridicate de turnare, viteza mare de racire, continutul ridicat de Mn sau Cr si un continut scazut de Si.

Dupa continutul de C acestea se pot imparti in urmatoarele trei clase :

-fonte hipoeutectice, care contin intre 2,06 . 4,3% C si au la temperatura ambianta o structura formata din perlita, cementita secundara si ledeburita ;

-fonte eutectice, care contin 4,3% C si au la temperatura ambianta o structura formata numai din perlita si ledeburita ;

-fonte hipereutectice, care contin intre 4,3 . 6,67% C avand la temp. ambianta o structura formata din cementita primara si ledeburita .

2. 2. 1. 1. Otelurile. Sunt aliaje ale Fe cu C, continand C sub 2,11%. Otelurile se obtin din fonte in cuptoare speciale prin micsorarea continutului in C prin ardere. Otelurile sunt caracterizate printr-o variatie in limite foarte mari a proprietatilor mecanice si tehnologice, cea ce explica folosirea pe scara larga a acestor materiale metalice in industrie.

.Clasificarea otelurilor. Se face pe baza destinatiei lor, iar gruparea in cadrul standardelor se face pe baza proprietatilor mecanice sau compozitiei chimice.

Dupa compozitia chimica, otelurile sunt :

-oteluri carbon ( nealiate ) ;

-oteluri aliate.

Dupa destinatie, otelurile se impart in :

-oteluri de constructie ;

-oteluri pentru scule .             

Oteluri de constructie. In functie de posibilitatile de obtinere a semifabricatelor pentru executarea pieselor se impart in :

a. -oteluri deformate la cald ;

b. -oteluri turnate ;

a. Oteluri deformate la cald, sunt oteluri folosite la constructia celor mai diverse piese. Ele sunt prelucrate prin deformare plastica la cald, laminare, tragere, trefilare etc. si se protejeaza in continuare la prelucrari prin deformare, forjare matritare, extrudare la cald.

Aceste oteluri se impart in trei subgrupe :

a1. -oteluri cu destinatie generala neprecizata ;

a2. -oteluri cu destinatie generala precizata ;

a3. -oteluri cu destinatie speciala ( cunoscuta exact ) .

a. 1. Oteluri de constructie cu destinatie generala neprecizata

Sunt oteluri nealiate sau aliate ce se folosesc la confectionarea pieselor destinate unor domenii foarte diferite. Ele se grupeaza astfel :

Oteluri de uz general pentru constructii. Sunt cuprinse in STAS 500-80, cunoscute si sub denumirea otel carbon obisnuite. Sunt cele mai utilizate oteluri.

Simbolul lor este constituit din literele OL urmate de un grup de cifre ce indica rezistenta la tractiune in daN/mm². Se elaboreaza in patru clase de calitate :

-clasa 1 indica caracteristica de indoire si de tractiune la rece;

-clasa 2 indica in plus energia de rupere la +20^oC ;

-clasa 3 indica in plus energia de rupere la 0^oC ;

-clasa 4 indica in plus energia de rupere la -20^oC .

In simbol pot sa apara si literele k ( calmat ), S ( semicalmat ), N ( necalmat).

Exemple : OL 32, 34, 37, 42, 52, 60, 70 sau OL 42. 2. k.

Otelurile carbon de calitate pentru tratament termic destinate constructiilor de masini. Aceste oteluri sunt cuprinse in STAS 880-80, sunt oteluri nealiate folosite numai cu tratament termic sau termo-chimic. Se considera otel carbon de calitate, otelurile care corespund obligatoriu unor conditii suplimentare mai severe pentru verificarea calitatii decat acelea prescrise otelului carbon obisnuit.

Se simbolizeaza prin grupul de litere OLC urmat de un grup de cifre ce indica continutul de carbon in sutimi de procent. La sfarsitul simbolului mai poate aparea litera X sau S, acesta indicand garantarea in plus a unui continut mai mic de impuritati precum si conditii referitoare la structura.

Analiza: ZINCUL - metabolismul zincului - rolul biochimic al zincului Proiect: Hidrogen, oxigen, sulf, carbon - elemente chimice

Sunt supuse tratamentului termic de cementare daca au continut in carbon sub 0,2% sau tratamentul termic de imbunatatire ( calire + revenire ) daca are carbon peste 0,2% .

Exemple : OLC 10; 15; 20; 25; 35; 45; 55; 60 .

. Oteluri aliate pentru tratamentul termic destinate constructiilor de masini.

Sunt cuprinse in STAS 791-80. Otelurile aliate au in compozitie unul sau mai multe elemente de aliere introducandu-se in scopul obtinerii unor proprietati deosebite. Frecvent elementele de aliere folosite sunt: cromul, manganul, titaniul, vanadiul, wolframul, siliciu etc.

In functie de gradul de aliere, aceste oteluri se grupeaza in :

-oteluri slab aliate ( cu pana la 5% elemente de aliere ) ;

-oteluri mediu aliate ( E. A. intre 5 si 10% ) ;

-oteluri inalt aliate ( E. A. peste 10% ) .

Simbolizarea otelurilor aliate se face de regula cu ajutorul unor simboluri complexe alcatuite din litere si cifre astfel :

-un grup de cifre ce arata continutul de carbon in sutimi de procent;

-un grup de simboluri ale elementelor de aliere din otel, care sunt trecute in ordinea importantei lor, de la inferior la superior;

-un ultim grup de cifre ce indica continutul in zecimi de procent al principalului element de aliere, care este trecut ultimul simbol. Exemplu : 35 Mn 16-otel aliat cu mangan, continand 0,35% C si 1,6% Mn.

. Oteluri de constructie cu destinatie generala precizata .      

Aceste oteluri au un domeniu ingust de utilizare, uneori denumirea materialului arata clar si domeniul de utilizare. Din aceasta categorie de oteluri fac parte:

Oteluri rezistente la coroziune atmosferica .

Sunt cuprinse in STAS 500/3 si sunt de fapt oteluri de uz general pentru constructii metalice lucrand neprotejate in atmosfera obisnuita. Exista marci de tipul RCA 37 sau RCB 52. 2, in care litera B in loc de A indica un continut de P sub 0,02%, genereaza comportarea mecanica superioara a otelului, iar ultima cifra indica garantarea suplimentara a unor precipitatii mecanice ca si celelalte tipuri de oteluri cuprinse in STAS 500-80.

Oteluri beton ( STAS 438-80 ) .

Se folosesc la executarea armaturilor pentru betonul armat din domeniul constructiilor.

Ele trebuie sa aiba o buna sudabilitate datorita faptului ca armaturile se sudeaza unele de altele. Otelurile beton pot fi otelurile carbon simbolizate prin simbolul OB urmat de cifrele care indica rezistenta minima garantata in daN/mm² sau pot fi si oteluri aliate si microaliate, fara a avea un continut prea mare de carbon. Se simbolizeaza prin grupul de litere PC urmat de un grup de cifre care au aceeasi semifabricatie ca in cazul precedent.

Oteluri inoxidabile si refractare . Sunt oteluri cu mare rezistenta la oxidare si o buna refractaritate, datorita faptului ca au putin carbon, sunt aliate cu Cr si Ni in procent de peste 10%. Se simbolizeaza similar cu otelurile aliate pentru tratament termic destinate constructiilor de masini.

Exemplu : 15 NiCr 200, 2 MoNiCr 175. Sunt cuprinse in STAS 11523-80 .

Oteluri pentru arcuri .

Pot fi oteluri carbon sau oteluri aliate. In ambele cazuri se remarca in finalul simbolului litera A.

Exemplu : OLC 55 A, OLC 65 A, OLC 75 A, in care cifrele au semnificatia celor de la otelurile carbon de calitate pentru tratament termic. Exemplu : 51 Si 17 A, 51 VCr 10 A, 40 Si 17 A, cu simbolizarea specifica otelurilor aliate.

Oteluri pentru automate . ( STAS 136-80 ) .

Sunt destinate prelucrarii pe masini unelte automate pentru aschierea metalelor. Se simbolizeaza cu AUT si un grup de cifre ce simbolizeaza continutul de carbon in sutime de procent.

Exemplu : AUT 12, AUT 30, AUT 40 Mn. Elementul Mn se introduce cu scopul de a imbunatati prelucrabilitatea prin aschiere si calibilitatea otelului.

In masa materialului se mai poate preciza starea suprafetei otelului, printr-un simbol literal adaugat la sfarsitul marcilor, de exemplu AUT 30 L-laminat la cald, sau C-cojit, sau T-tras la rece.

Oteluri pentru rulmenti .

Pentru rulmentii obisnuiti STAS 1456/1-80 precizeaza marcile RUL 1 sau RUL 2 la care se pot adauga precizarile simbolice pentru starea suprafetei bare- lor de tipul : B1-laminat, recopt; B2-cojit; B3-recopt, tras; A1-laminat; A2-recopt si cojit; C1-cojit si netezit; C2-tras recopt; C3-slefuit. Pentru oteluri de rulmenti, turnat in vid, STAS 11250-80, se precizeaza marcile RUL 1V si RUL 2V, putand impune conditii suplimentare pentru starea suprafetei, conform celor de mai sus.

Exemplu : RUL 2V-A2.

Sarme de otel pentru sudare .

STAS 1126-80 prevad marci de oteluri carbon si aliate, fabricata sub forma calibrata, folosita ca material de adaos la sudarea sub strat de flux si sub mediu protector de gaze.

Exemplu : S 21 MoCr 170. Primele cifre prezinta sutimi de procent de carbon iar celelalte cifre prezinta procente ale elementelor de aliere.

. Oteluri cu destinatie speciala .

Exista standarde care precizeaza marci de oteluri cu destinatie speciala ca :

-oteluri pentru autoturisme "DACIA 1300" cum sunt marcile 12 MoCr 10 X, 10 CrMn 2

-table groase de otel pentru podurile si viaductele peste Borcea si Dunare, cum sunt : OL 37 BD, OL 52 BD .

b. Oteluri turnate ( de constructie ) .

Aceasta categorie cuprinde oteluri aliate sau nealiate destinate turnarii pieselor de diferite tipuri. Se grupeaza astfel :

-otel turnat in piese ( STAS 600-82 ). Se simbolizeaza prin OT urmat de un grup de cifre ce indica rezistenta la tractiune in N/mm², ex. : OT 400 .

-otel aliat pentru constructii de masini turnat in piese.

( STAS 1773-76) .

-oteluri rezistente la uzura turnate in piese. ( STAS 3718-63 ) .

-oteluri aliate refractare si anticorozive turnate in piese.(STAS 6855-78).

Oteluri pentru scule .

Aceasta categorie cuprinde oteluri aliate sau nealiate destinate fabricarii sculelor folosite in diverse domenii de activitate : scule aschietoare, scule pentru deformare la cald sau la rece, scule pentru industria lemnului, scule pentru industria usoara, scule pentru industria alimentara.

In aceasta grupa intra :

-otel carbon pentru scule ( STAS 1700-30 ). Sunt oteluri cu continut de carbon de peste 0,7% si sunt oteluri cu cel mai scazut pret de cost.

Simbol OSC 7 . OSC 13 ( S-otel de scule, C-carbon, cifrele indica continu- tul de carbon in zecimi de procente ) .

-oteluri aliate pentru scule ( STAS 3611-88 ). Sunt oteluri aliate cu crom, wolfram, vanadiu, siliciu, molibden, etc. Exemple de marci : 10 VmoCr 52, 205 Cr 115. Se remarca acelasi mod de simbolizare ca la otelurile aliate de constructie.

-oteluri rapide pentru scule ( STAS 7382-80 ) . Sunt oteluri inalt aliate cu Co, Mo, W si au proprietatea ca isi pastreaza duritatea pana la temperaturi inalte.

Simbol : Rp-rapid, cifrele indica ordinea din STAS. Exemple : Rp 1, Rp 3, Rp 5, Rp 9, Rp 10 .

-oteluri pentru scule destinate prelucrarii materialelor nemetalice. Pot fi oteluri carbon sau inalt aliate cu crom. Simbol : OSL 1-OSL 5 ( L-simbol, cifrele indica ordinea in STAS ) .

. OTELURI CARBON

Se considera drept stare de echilibru a otelurilor, acea stare obtinuta prin racirea topiturii cu viteza foarte mica ( <4^oK/min ) . Proba cercetata la microscop este pregatita si atacata.

Otelul cu 0,015% C, prezinta la temperatura ambianta o structura din graunti poliedrici de ferita ( culoare alba ) cu marginile usor rotunjite. Datorita fenomenului de anizotropie va aparea o diferenta de nuanta in culoarea deschisa a grauntilor, functie de orientarea cristalografica fata de planul de lustruire. La marginile unor graunti cristalini de ferita se sesizeaza o cantitate mica de cementita tertiala care apare ca o dedublare a liniei ce contureaza grauntele de ferita.

Otelurile cu 0,02% < C < 0,8% au la temperatura ambianta o structura constituita din ferita si perlita. Pana la concentratii de 0,4% C predomina in structura ferita ( culoare alba ), iar perlita apare la marginea unor graunti feritici ( culoare inchisa ) (La 0,4% C cei doi constituenti structurali apar in cantitati aproximativ egale iar la continuturi cuprinse intre 0,5 . 0,8% C matricea structurala devine perlitica, iar ferita va apare sub forma de retea. Cresterea progresiva a cantitatii de perlita din structura odata cu marirea concentratiei in C va conduce si la importante modificari ale proprietatilor mecanice si tehnologice. Astfel, otelurile cu cca 0,1% C sunt foarte maleabile si ductile, intrebuintandu-se pentru trefilare ( cuie, sarme ) si pentru realizari de produse prin ambutisare adanca.

Otelurile cu cca 0,2% C au o duritate si o rezistenta mecanica putin mai ridicata comparativ cu cele anterioare, folosindu-se sub forma de table, benzi, sarme etc, precum si ca oteluri de cementare in constructia de masini si aparate.

Otelurile cu cca 0,4% C sunt foarte mult intrebuintate in constructia de masini atat in stare normalizata, cat si in stare imbunatatita, ele asigurand caracteristici corespunzatoare atat pentru rezistenta mecanica ( datorita perlitei ) cat si pentru plasticitate datorita feritei . La otelurile cu 0,6% C predominand in structura perlita, se vor obtine rezistente mecanice apreciabile si in consecinta vor fi utilizate la confectionarea organelor de masini intens solicitate.

Otelurile cu 0,8% C, sunt oteluri eutectoide care au la temperatura ambianta o structura formata numai din perlita lamelara sau globulara .

Otelurile cu 0,8 < C < 2,06% sunt oteluri hipereutectoide, prezentand la temperatura ambianta pe langa perlita lamelara si o retea fina de culoare deschi- sa de cementita secundara Acelasi otel daca este atacat cu picrat de sodiu la fierbere ( reactiv intrebuintat pentru evidentierea cementitei ), prezinta in structura reteaua de cementita secundara colorata cu un brun inchis. Matricea perlitica se ataca mai greu. In acest fel se poate identifica in reteaua de cementita dintr-un otel hipereutectoid comparativ cu reteaua de ferita din otelurile hipoeutectoide cu 0,6 . 0,75% C, care ramane neatacata in urma tratarii cu acelasi reactiv.Otelurile cu 0,7.1.2%C sunt in general oteluri pentru scule. Rezistenta lor mecanica este ridicata, iar caracteristicile de plasticitate relativ scazute.

Constituenti de calire ai otelurilor .

Calirea unui aliaj metalic consta prin incalzirea acestuia peste temperatura critica de transformare in stare solida, mentinerea un anumit timp la acest nivel de temperatura si racirea cu o viteza mai mare decat cea critica, asigurandu-se o stare structurala in afara de echilibru.

Viteza critica de calire este acea viteza de racire care provoaca aparitia in structura a martensitei. Pentru calire otelurile hipoeutectoide vor fi incalzite la

Ac₃ + 50 . 70^oC si racite rapid ( calire completa ), iar cele hipereutectoide se incalzesc la Ac₁ + 50 . 70^oC si se racesc brusc. In acest ultim caz se efectueaza o calire incompleta, cementita secundara fiind foarte dura, nu influenteaza rezulta- tul calirii. Racirea lenta a otelului eutectoid din domeniul austenitic conduce la aparitia perlitei. Cresterea vitezei de racire provoaca o coborare a pozitiei punctului critic de transformare aeutectoida, obtinandu-se tot amestecuri mecanice ferito-cementitice, dar cu un grad de dispersie mai ridicat al fazelor.

. SORBITA DE CALIRE

Apare la viteze de racire ceva mai mari decat cele corespunzatoare transformarii perlitei; lamelele de ferita-cementita sunt mai fine, au un grad de dispersie mai ridicat, o duritate mai mare si o susceptibilitate la atac chimic mai mare .

TROOSITA DE CALIRE

Apare la viteze de racire si mai mari, lamelele de ferita .Are o duritate mult mai ridicata comparativ cu sorbita, se ataca foarte rapid cu nital si apare la microscop sub si de cementita sunt asa de mici incat nu pot fi observate la microscopul optic obisnuit. forma unor roze de culoare inchisa, dispuse de preferinta la limita fostilor graunti austenitici, transformati in martensita. Amestecul trostito-martensitic se obtine de la racirea otelului cu o viteza de racire cuprinsa intre cea critica superioara si inferioara de calire.

MARTENSITA DE CALIRE

Daca racirea otelului se face cu o viteza mai mica decat cea critica superioara, austenita se transforma intr-o solutie solida suprasaturata de C in Fea, numita martensita. Deoarece transformarea austenitei in martensita are loc fara difuziune, continutul de C al martensitei este identic cu cel al austenitei din care provine.

. BAINITA

In cazul in care vitezele de racire aplicate fac austenita unui otel 0,8% C metastabila pana la temperaturi de cca 673^oK, se obtine un nou constituent structural numit bainita superioara sau granulara. Este formata dintr-o matrice feritica suprasaturata in C, in care au precipitat compusii intermetalici de tipul Fe_xC si apare la limitele grauntelui de austenita, similar formarii troostitei. Se evidentiaza in distinct prin microscopia electronica.

Daca austenita otelului cu 0,8% C este metastabila pana la cca 473^oK, se transforma in bainita inferioara sau aciculara.

Constituentii de calire-revenire ai otelurilor

Revenirea este tratamentul termic aplicat de obicei pieselor calite la martensita si are ca scop micsorarea duritatii, inlaturarea tensiunilor interne si cresterea plasticitatii si tenacitatii. Consta in incalzirea otelului calit pana la temperaturi de Ac₁, o mentinere de 0,5 . 2 ore si o racire lenta sau rapida. La otelurile cu tendinta spre fragilitate de revenire se necesita aplicarea unor viteze de racire mari, iar in celelalte cazuri, modul in care se face racirea nu influenteaza practic rezultatele. Fenomenele care au loc la o revenire sunt guvernate de legile difuziunii si sunt caracterizate de descompunerea martensitei si transformarea austenitei reziduale. Functie de valoarea temperaturii de incalzire apar urmatoarele tipuri de reveniri :

REVENIREA JOASA ( 393 . 473^OK ) .

Structura obtinuta este alcatuita din martensita de revenire si austenita reziduala.Martensita de revenire este mai stabila dimensional si mai putin fragila decat martensita de calire, acest lucru este explicabil prin scaderea continutului de C al solutiei solide suprasaturate ca urmare a precipitarii unor particule de carburi e cu un grad inalt de dispersie.

REVENIREA MEDIE ( 573 . 723^OK ) .

Se caracterizeaza prin cresterea accentuata a particulelor de carburi cu forma globulara, de tip cementitic. Austenita reziduala se transforma intr-un amestec mecanic de Fe a ( C ) + Fe_xC, astfel structura specifica revenirii medii este formata dintr-un amestec mecanic de ferita si carburi numit trosita de revenire

( figura 6. 6 ). Confera pieselor o rezistenta mecanica buna, limita elastica ridicata si o tenacitate corespunzatoare.

.REVENIREA INALTA ( 823 . 923^OK )

Asigura o imbinare optima a proprietatilor de ductilitate, tenacitate si rezistenta. Structura este formata tot dintr-un amestec mecanic ferito-cementitic dar cu un grad ridicat de dispersie al globulelor de cementita ( figura 12. 7. )

Piesele cu asemenea structura numita sorbita de revenire pot rezista la eforturi mari si solicitari dinamice in exploatare. Daca creste temperatura de revenire la peste 923^oK se obtine un amestec de cementita globulara ( dimensiuni mai mari ) si ferita denumita perlita de revenire sau perlita globulara.

Constituenti de calire si revenire ai fontelor cenusii .

Fontele cenusii pot fi calite corespunzator daca masa metalica de baza contine minim 0,4 . 0,5% C legat. Se precizeaza ca continutul total de C din fonte ( C_tot) este suma carbonului legat sub forma de cementita in perlita ( C_leg ) si a carbonului liber, sub forma de grafit ( C_gr ) .

C_tot= C_leg+C_gr

Daca C_leg=0 si C_tot=C_gr structura fontei este formata numai din ferita si grafit;

iar pentru C_leg=0,8%, matricea metalica este perlitica.

Calirea fontelor se efectueaza in general la temperaturi de 1123 . 1173oK in ulei sau produse petroliere pentru a se evita tensiunile interne mari specifice racirii in apa. Structura microscopica a unei fonte calite este alcatuita din martensita tetragonala, austenita reziduala si grafit

Revenirea se aplica pieselor din fonta cu scopul inlaturarii tensiunilor interne, a micsorarii duritatii si cresterea rezistentei la rupere, plasticitatii si tenacitatii.

Revenirea joasa, 473 . 523^oK, se aplica pieselor care trebuie sa aiba o rezistenta mare la uzura. Microstructura este alcatuita din martensita de revenire, austenita reziduala si grafit

Revenire medie, 623 . 723oK, conduce la obtinerea structurii troostenitice de revenire care asigura bune caracteristici de rezistenta

Revenire inalta, 773 . 873oK, favorizeaza aparitia sorbitei de revenire alaturi de grafit , iar daca incalzirea se face la temperaturi de 823 . 923oK, matricea metalica devine perlitica globulara

. Structura cuprului .

Cupru tehnic are intotdeauna o serie de impuritati, unele avantajoase Fe, Ni, P, As, Si, Mn in sensul ca-i ridica caracteristicile de rezistenta, iar S, Se, Bi, O₂, Te, Pb coborandu-le, sunt considerate dezavantajoase. Cele mai daunatoare sunt Bi si Pb deoarece formeaza eutectice usor fuzibile si cuprul devine fragil la cald.

Toate elementele si mai ales cele care formeaza solutii solide cu Cu reduc conductivitatea electrica, motiv pentru care Cu pentru conductori electrici, de exemplu, trebuie rafinat electrolitic pana la grade de puritate mai mari de 99,95%.

Cuprul prezinta o structura poliedrica, dar daca a fost ecruisat ( laminat ) si apoi recopt structura este formata din poliedre cu numeroase macle marimea grauntilor fiind in functie de gradul de deformare si de temperaturile de recoacere. In cupru metalurgic se gaseste oxigen sub forma de Cu₂O. Aceasta formeaza un eutectic Cu-Cu₂O, continand 0,39% O₂. La un aliaj hipereutectic, cu un continut de 0,50% O₂, structura este formata din dendrite de Cu₂O intr-o matrice eutectica .

Structura alamelor

Alamele sunt aliaje ale Cu cu Zn si contin cel putin 0,55% Cu. Continuturi mai mici se folosesc doar la alamele pentru lipit. Din diagrama Cu-Zn se constata ca pana la 37% Zn structura este formata din solutie solida a. La racirea lenta sau in stare recoapta, solutia solida a prezinta o structura poliedrica , iar daca racirea este rapida dupa turnare, structura este dentritica.

Alamele cu continut mai mare de 37% Zn au in structura pe langa solutia solida a si o faza intermetalica b. Aceste alame sunt dure si fragile si sunt prelucrabile prin deformare plastica doar la cald.

Alamele pot fi tratate termic in vederea obtinerii unor proprietati tehnologice sau mecanice mai bune. Astfel, produselor laminate sau trase la rece li se aplica o recoacere de recristalizare, parametrii tehnologici depinzand de gradul de deformare si de marimea granulatiei ce se formeaza. Alamele bifazice dupa turnare au o structura formata din cristale de solutie solida a cu macle ( culoare deschisa ) si cristale de solutie solida b ( culoare inchisa ). Astfel, daca unei alame cu 42% Zn i se aplica o incalzire de 1073oK urmata de o racire rapida ( in apa ) se fixeaza la temperatura ambianta structura mozaic, optima pentru optima pentru exploatarea alamelor bifazice.

Bronzurile

Bronzurile sunt aliaje ale Cu cu staniu. Daca in loc de staniu mai participa si alte elemente ( Zn, Pb, P, Al, Be, Ni etc. ) atunci se formeaza bronzuri speciale sau aliate si poarta denumirea dupa elementul de aliere ( bronz, bronz fosforos, bronz de plumb ). Bronzurile obisnuite ( Cu-Sn ) se studiaza cu ajutorul diagramei de echilibru. Pana la 14% Sn bronzurile au structura alcatuita numai din solutie solida a. Structura de turnare ( Bz 10 T ) se caracterizeaza prin aspectul dendritic, adica solutie solida a neomogena In stare recoapta structura este formata din poliedre de solutie solida a . Bronzurile mai bogate in Sn ( 20% ) prezinta in structura pe langa solutie solida a si amestecul eutectoid a d . Pentru a se evita segregarea, aliajul este incalzit la 923 . 973^oK timp de 3 . 5 ore si este racit lent. Adeseori bronzurile bifazice li se aplica tratamentul de calire. Daca se incalzeste un bronz cu 20% Sn pana la aproximativ 823^oK si se raceste brusc, se impiedica descompunerea eutectoida iar structura va fi formata din solutie solida a si cristale aciculare b

Bronzurile cu Al prezinta pana la 9,8%Al doar solutia solida a. Aliajele cele mai bogate in Al sunt foarte dure si fragile datorita prezentei amestecului mecanic a g si din aceasta cauza au o utilizare mai restransa. In cazul unei raciri mai rapide , peste 4^oK/min. apare in structura eutectoidul (a g) si la concentratii de 7,5% Al .Bronzurile de Al au o rezistenta mecanica buna, rezistenta ridicata la coroziune, dar au calitati de antifrictiune mai slabe decat cele obisnuite.

Sunt utilizate de obicei in stare turnata sau laminata, bronzurile cu Pb. Aceste aliaje contin in jur de 30% Pb si au bune calitati de antifrictiune. Structura va fi formata din solutia solida a ( foarte bogata in Cu ) care formeaza matricea si incluziuni de Pb. Pentru a realiza o dispersie fina si uniforma a plumbului, se recomanda o racire rapida si vibrare in timpul solidificarii. Aceste bronzuri sunt folosite pentru lagare de alunecare, dar au o rezistenta mecanica scazuta. Bronzurile cu beriliu. O caracteristica deosebit de importanta a acestor este aceea ca solubilitatea cu Cu a Be in stare solida variaza cu temperatura si pot fi durificate prin dispersie. Bronzurile cu Be prezinta proprietati complexe deosebit de importante : rezistenta la rupere, limita de elasticitate, rezistenta la coroziune de valori mari, prelucrabilitate buna prin deformare si aschiere, buna sudabilitate, nu produc scantei la lovire.