Structura otelurilor aliate de constructie

Structura otelurilor aliate de constructie .

Otelurile aliate sunt aliaje complexe, cu proprietati imbunatatite, care pe langa elementele de baza Fe si C contin fie elemente insotitoare permanente ( Mn, Si, S, P ) in concentrarii mai mari decat cele obisnuite, fie alte elemente de aliere. Unele elemente de aliere se dizolva in ferita sau austenita, marind rezistenta mecanica a acestora, iar altele pot forma carburi complexe ( Nb, Cr, Mo, V, Ti ) sau cementite aliate, contribuind la cresterea duritatii otelului. Functie de stabilizare a fazei a sau g elementele de aliere pot fi alfagene, respectiv gamagene. Cele alfagene ( Cr, Mo, V, W, Ti, Al, Si ) ingusteaza sau chiar suprima domeniul austenitic ducand la unirea domeniilor de existenta al feritei a si d si la disparitia punctelor critice de transformare in stare solida. Elementele de aliere gamagene ( Mn, Ni, Cu, N, C ) largesc domeniul de existenta al austenitei si coboara punctele critice de transformare favorizand in anumite cazuri obtinerea austenitei chiar la temperatura ambianta ( figura 1. ) .

Figura 1. Austenita cu macle. MOx500

Tabelul 1.

Corelatia de punctaj si alte marimi caracteristice ale granulatiei .

1. Aspecte microscopice ale otelurilor slab aliate de constructie .

Aceste oteluri contin pana la 5% elemente de aliere si prezinta o structura asemanatoare otelurilor carbon hipoeutectoide. Cele cu continut in carbon sub 0, 25% se utilizeaza ca oteluri de cementare, iar cele cu peste 0,25% C, ca oteluri de imbunatatire. Comparativ cu otelurile carbon, in otelurile slab aliate de constructie apare ferita aliata, cementita aliata si carburile speciale ( constituenti ce nu se deosebesc microscopic de cei ai otelului carbon )

Ferita aliata prezinta o duritate si o rezistenta mecanica superioara celei din otelurile obisnuite, ca urmare a distorsiunilor retelei cristaline provocate prin inserarea de atomi straini in general a granulatiei structurale mai fine.

In figura 2. se reprezinta structura unui otel pentru transformatoare aliat cu 4% Si ( element alfagen ), in care se observa poliedri de ferita aliati cu Si, granulatia fiind relativ mare datorita efectului Si de a forma un graunte grosolan la turnare si recristalizare. La otelul cu 0,1% C si 0,5% Si ( figura 3. ) se remarca si prezenta grafitului alaturi de ferita aliata.

Otelurile aliate cu 0,5.5% Si, avand o permeabilitate relativ ridicata, o mare rezistenta electrica si pierderi prin histerezis mici, se folosesc la confectionarea miezurilor magnetice ale echipamentelor electrice ( transformatoare, generatoare, motoare, reactoare, relee etc. ) .

Fig 2. Perlita aliata cu Si. Fig 3. Ferita aliata cu grafit

MOx200 lamelar. MOx200 .

Perlita aliata fiind alcatuita din ferita aliata si cementita aliata, va apare la microscop sub forma de lamele foarte fine cu aspect sorbitic.

Figura 4. Ferita+perlita. MOx200 . Figura 5. Trostita de revenire. MOx500 .

In figura 4. este redata structura unui otel slab aliat de cementare. Se observa ca ambii constituenti sunt mai fini si mai uniform distribuiti. In figura 5. .. 6. sunt prezentate microstructurile unor oteluri aliate de imbunatatire dupa anumite stari de tratament termic ( Arc 3 - calire + revenire troostita de revenire; 41 MoC 11 ( C + R_i S_rev ), 41 MoC 11 ( recopt F + P ) ) .

De obicei, otelurile aliate de cementare se folosesc in constructia angrenajelor auto, axelor cu came, articulatiilor cardanice bolturilor de pistoane etc.

Fig 6. Sorbita de revenire. Fig 7. Perlita+ferita.

MOx500 .  MOx500

Otelurile aliate de imbunatatire sunt utilizate fie pentru aplicatii care implica sectiuni relativ mici, dar care sunt supuse unor conditii severe de exploatare ( rulmenti, arcuri, armament ), fie pentru piese de sectiuni mari ce nu necesita proprietati deosebite dar au avantajul unor economii de greutate, datorita rezistentei lor superioare ( axe si arbori pentru masini si autovehicule etc ) .