RECOACEREA

RECOACEREA

1. GENERALITATI

Materialele metalice sunt supuse unor succesiuni de prelucrari care pot fi: prin turnare, deformare plastica la cald si la rece, tratamente termice, sudare, prelucrari prin aschiere etc. In urma unor asemenea prelucrari structura materialului sufera numeroase transformari care pot fi nefavorabile pentru unele prelucrari ulterioare sau proprietatilor pe care trebuie sa le manifeste o asemenea piesa in exploatare. Ca urmare se necesita aplicarea, in asemenea cazuri, corectii structurii si proprietatilor manifestate de piese, corespunzatoare scopului urmarit.

Scopul aplicarii recoacerii consta in aceea ca, prin incalzire si racire efectuate in anumite conditii, sa se dirijeze transformarile in stare solida pentru apropierea structurii de starea de echilibru, de omogenizare chimica, obtinerii unor graunti cu un anumit grad de finete, de uniformitate dimensionala si de forma.

Dupa scopul urmarit, recoacerea se efectueaza in conditii diferite de temperatura si timp purtand denumiri diferite : recoacerea de omogenizare, completa, incompleta, de detensionare, de recristalizare etc.

2. RECOACEREA DE OMOGENIZARE

In timpul solidificarii, de exemplu a lingourilor, s-a constatat ca structura prezinta o neomogenitate chimica importanta care nu este inlaturata de difuziunea care are loc la racire. Prin aplicarea unui tratament termic de recoacere de omogenizare, exista posibilitatea inlaturarii microsegregatiilor si atenuarea macrosegregatiilor.

Incalzirea pentru recoacerea de omogenizare se face la temperaturi apropiate de curba solidus a diagramei de echilibru fier-carbon (fig. 7.17, zona 1) pentru ca valoarea coeficientilor de difuziune a carbonului, fosforului, sulfului si elementelor de aliere, sa atinga valori cat mai ridicate. Practic, incalzirea se face la 10001150°C, lent, cu viteze de cel mult  100°C/h, pentru ca tensiunile termice impreuna cu cele existente in material sa nu determine deformari sau chiar aparitia unor fisuri.

Racirea se face de asemenea cu viteze foarte mici 3050°C/h. Tinand seama de durata de mentinere care este functie de sectiunea pieselor care se trateaza, de incalzire si racire, rezulta ca ciclul total al unei recoaceri de omogenizare poate atinge 50 ore sau chiar mai mult.

Fiind un tratament costisitor, recoacerea de omogenizare se aplica numai in cazuri bine justificate cum ar fi piesele mari turnate din oteluri aliate, lingouri din oteluri aliate cu crom, nichel si molibden, sau oteluri aliate si nealiate in scopul atenuarii anizotropiei caracteristicilor mecanice obtinute in cazul tablelor.

Datorita temperaturii inalte la care se aplica acest tratament, se produce o crestere accentuata a granulatiei austenitice. In cazul lingourilor acest aspect nu are urmari daunatoare deoarece prin deformare plastica ulterioara se produce o maruntire mecanica a grauntilor cristalini. In cazul pieselor turnate insa, se impune corectarea structurii pentru a se asigura o tenacitate corespunzatoare. In acest scop, se aplica suplimentar o recoacere completa sau normalizare.

3. RECOACEREA CU RECRISTALIZARE DE FAZA

In urma prelucrarilor la cald prin turnare, deformare plastica, sudare etc., structura otelurilor este necorespunzatoare din punctul de vedere al formei, dimensiunilor si distributiei grauntilor de ferita si perlita.

In cazul otelului turnat in piese, recoacerea se aplica cu scopul transformarii structurii grosolane si neuniforme obtinute la turnare, intr-o structura uniforma si fina, pentru imbunatatirea tenacitatii si prelucrabilitatii prin aschiere.

Dintre recoacerile care fac parte din aceaste categorie se mentioneaza recoacerea completa, incompleta si de normalizare.

Prin recoacere completa, cu incalzire la temperaturi cu 3040°C peste A₃ si A₂ (banda 2 din fig. 7.17), urmata de racire lenta in cuptor, structura ferito-perlitica de turnare este adusa la o structura austenitica si apoi prin recristalizare in una ferito-perlitica caracteristica recoacerii aplicate. In sectiunile mari ale piesei se pastreaza dupa recoacere o structura cu perlita in retea, iar in sectiunile mici unde racirea in intervalul critic s-a facut cu viteza mai mare, se formeaza o structura normala cu ferita in retea.

De cele mai multe ori fiind necesara refacerea doar a structurii perlitice pentru a se asigura o buna prelucrabilitate prin aschiere, se aplica o recoacere incompleta. Incalzirea pentru recoacerea incompleta se face cu 3050°C peste A₁, mentinerea la temperatura functie de sectiunea pieselor, iar racirea de asemenea in cuptor.

Pentru a se obtine o structura fina, o uniformizare dimensionala si o distributie uniforma a cristalelor de ferita si perlita, se aplica o recoacere de normalizare. Pentru aplicarea acestui tratament, incalzirea se face la temperaturi putin mai mari decat cele corespunzatoare recoacerii complete (banda 3 din fig. 7.17), mentinerea suficienta pentru egalizarea temperaturii in sectiunea pieselor si racirea in aer.

4. RECOACEREA DE RECRISTALIZARE

Unele dintre produsele industriale cum sunt ; tablele, benzile, sarmele, tevile etc. sunt obtinute si prin deformare plastica la rece. Multora dintre acestea, in scopul inlaturarii ecruisajului, pentru micsorarea duritatii si marirea plasticitatii, li se aplica o recoacere de recristalizare.

Caracteristicile de plasticitate si duritate ale otelurilor deformate plastic la rece si recoapte depind de gradul de deformare si temperatura de incalzire.

In practica, recoacerea de recristalizare a produselor de otel prelucrate plastic la rece se efectueaza si la temperaturi cuprinse intre pragul de recristalizare si temperatura A₁ (domeniul 5 din fig. 7.17). Prin aceasta se urmareste recristalizarea masei de baza formata din ferita si globulizarea perlitei. Deoarece valoarea duritatii si plasticitatii necesare a fi obtinute dupa recoacere sunt dependente de gradul de deformare si apoi de durata de incalzire, prin durata de mentinere la temperatura se actioneaza pentru atingerea scopului urmarit.

In ceea ce priveste durata de mentinere la 650°C ea este de 13 ore daca se urmareste recristalizarea masei de baza si ajunge la 1012 ore daca se urmareste in mod expres globulizarea perlitei. In ambele cazuri racirea se face in cuptor.

5. RECOACEREA DE DETENSIONARE

Tensiunile interne care apar in piesele prelucrate la cald sau la rece are un efect daunator in exploatare. Ele pot provoca modificari dimensionale, deformarea sau chiar fisurarea pieselor.

Fata de asemenea manifestari negative ale tensiunilor interne, eliminarea lor constituie o preocupare importanta.

Gradul de inlaturare a tensiunilor interne depinde de temperatura (fig. 7.18) si durata de incalzire. Produsele se incalzesc la 550600°C, mentinerea la aceasta temperatura se face circa 2,4 minute pentru fiecare milimetru piesa. Temperatura in °C pentru produsele sudate recoacerea de detensionare se face la 400600°C.

Este recomandabil, pentru produsele care se supun la o asemenea recoacere, sa se utilizeze cuptoare cu vatra mobila. Pentru produsele de dimensiuni mici, recoacerea se poate face in cuptoare obisnuite, tip camera cu vatra fixa.