Structura otelurilor aliate de scule

Structura otelurilor aliate de scule .

1. Clasificarea otelurilor aliate pentru scule .

Elementele de aliere prezente in compozitia acestor oteluri alaturi de un continut de C ridicat, contribuie la marirea calibilitatii, la formarea carburilor dure si rezistente la uzura si la cresterea stabilitatii la revenire. Functie de continutul de elemente de aliere otelurile de scule se clasifica in :

1. 1. Oteluri de scule slab aliate .

Au o calibilitate superioara otelurilor carbon obisnuite de scule, astfel ca pot fi calite pe sectiuni mai mari sau in conditii de racire mai putin severe si deci cu deformatii mai mici. Carburile simple sau complexe de Cr, W etc. sunt foarte dure si rezistente la uzura. In stare recoapta otelurile sunt hipereutectice ( P aliata+carburi ) si prin calire se obtine o structura alcatuita din martensita, austenita reziduala si carburi nedizolvate, uniform distribuite.

Cele aliate cu Cr, contin cel putin 0,7% C si 1% Cr si se folosesc la confectionarea sculelor care lucreaza fara socuri ( pile, burghie, tarozi, filiere, alezoare etc. ). Otelurile aliate cu 2,5% Cu, 1% Cr, 1% Mo si 0,75% C au o calibilitate foarte mare si se folosesc pentru confectionarea sculelor de deformare plastica la rece ( poansoane, matrite, stante, foarfeci de tabla groasa etc. ) .

Fig 1. Martensita de revenire Fig 2. Martensita+troostita

de revenire.MOx600 . +austenita reziduala. MOx600 .

In stare de utilizare prezinta o structura de martensita de revenire si austenita reziduala ( revenire joasa-figura 1. ), fie o structura martensitico-trostitica de revenire ( figura 2. ) ( revenire medie ) .

1. 2. Oteluri de scule bogat aliate ( OTELURI RAPIDE )

Fac parte din clasa otelurilor ledeburitice si se caracterizeaza prin prezenta in compozitia lor chimica a unor elemente de aliere ca : W, Cr, V, Mo, Co si a unui continut de peste 0,7% C pentru formarea unor carburi complexe dure, rezistente la uzura. Elementele de aliere favorizeaza si o durificare secundara importanta fapt care fac ca aceste oteluri sa posede cele mai corespunzatoare proprietati ( rezistenta la uzura si stabilitate la temperaturi inalte ) pentru aschiere cu viteze mari a materialelor metalice cu duritate ridicata. In stare turnata, structura acestor oteluri este alcatuita dintr-o retea de ledeburita pe un fond de perlita si ferita ( figura 3. ) .

Figura 3. Otel rapid turnat. MOx500 .

Carburile primare fiind foarte dure fragilizeaza materialul si pentru utilizare practica, ledeburita este faramitata si dispersata prin deformare plastica la cald  ( forjare la 1100.900^oC ), urmata de o recoacere la inmuiere. In aceasta stare, structura otelului este constituita din carburi globulare uniform distribuite, pe fond perlito-feritic ( figura 4. ) .

Fig 4. Otel rapid forjat.  Fig 5. Otel rapid calit.

MOx500 .  MOx500 .

Pentru o durificare maxima sculele din otel rapid ( exemplu Rp 3 ) sunt supuse tratamentului termic de calire si de revenire. Incalzirea pentru calire se efectueaza cu viteze mici, de obicei cu bai de saruri, pana la temperaturi de 1280^oC, iar racirea se face in ulei, baile de saruri avand o temperatura de 500.550^oC. Carburile primare nedizolvandu-se la temperatura de austenitizare, structura otelului calit va fi formata din martensita, austenita reziduala si carburi nedizolvate ( figura 5. ). Duritatea minima impusa dupa calire este de 58.60 HRC si pentru obtinerea unei duritati maxime se necesita transformarea austenitei reziduale in martensita prin reveniri multiple la 550.580^oC, sau prin caliri in medii refrigerente ( figura 6. -linia intrerupta ) .

Figura 6. Ciclul de tratament termic secundar aplicat sculelor din oteluri rapide

Structura finala a otelurilor de scule este alcatuita din martensita si carburi uniform distribuite ( figura 7. ) . Duritatea obtinuta are valori de 64.66HRC, suplimentul de duritate realizat numindu-se duritate secundara.

Fig 7. Otel rapid calit Fig 8. Struct. otelului205 Cr 115

si revenit. MOx500 .  calit si revenit. MOx500 .

Otelul rapid Rp 3, de exemplu, este folosit pentru confectionarea cutitelor de strung, frezelor, burghielor, tarozilor, alezoare- lor, broselor si a altor scule de aschiere cu viteze mari, pentru materiale cu duritate ridicata ( 280HB ) .

Un otel inalt aliat frecvent utilizat la confectionarea sculelor ce lucreaza cu socuri ( matrite, stante ) , este 200Cr1 Acest otel se trateaza termic asemanator otelului Rp 3. In figura 8. este redata microstructura otelului 200Cr115, dupa tratamentul termic de calire si revenire.