Materiale Metalice

Curs VIICaracterizarea i utilizarea otelurilor pentru evi, cazane i recipiente sub presiune la temperatura ambiant si la temperaturi sczute

Sunt oeluri carbon i aliate cu nichel sau siliciu-mangan cu granulaie fin, livrate sub form de produse plate i tubulare normalizate i revenite sau imbuntite.

Forma produsTipul oelurilor

Oel carbonOeluri slab aliate

>

Produse plate STAS 2883/3-88R37;R44; R52; R589SiMnl6; 16SiMnlO; STAS 11562-89 10M35

Produse tubulare STAS 8184-87OLT35R; OLT45R10Ni35 STAS 10382-88

n domeniul temperaurilor foarte sczute (criogenice) se utilizeaz oeluri cu 9%Ni sau oeluri austenitice inoxidabile Cr-Ni.

Principalele caracteristici de utilizare ale acestor oeluri sunt de asemenea rezistena mecanic i tenacitatea la temperaturi sczute. De ex. variaia rez. la rupere a limitei de curgere i a energiei de rupere cu temperatura de utilizare a oelului R52 este dat n figura de mai jos.

800700600500400 300

-160-120-80 -40 0 40 80Temperatura C

Reziliena acestor oeluri n domeniul de temperaturi +20 ... -100 C este de 27-60 J/cm2.Importan deosebit pentru aceste oeluri este temperatura de tranziie ductil fragil Tkv27 - corespunztoare energiei de rupere de 27 J.Pentru a determina care este temperatura de tranziie corespunztoare unei anumite energii de rupere (de ex. KV=40J) se folosete relaia:TKV(40) =TKv27+ 0,67(40-27) CTemperatura de tranziie TKv27, pentru criteriul KV=27J se determin prin ncercri de ncovoiere prin oc a unor epruvete ncrcate cu sudur (STAS 9261-73).Deformabilitatea plastic la rece crete temperatura de tranziie cu 5 C.

De asemenea c un grad de deformare de 2% crete limita de curgere cu (1-3%) pe direcia deformrii i oeluri scade cu circa 20% pe direcia perpendicular pe aceasta. Aceste modificri sunt explicate prin efectul Bauschinger cauzat de tensiunnile reziduale aprute prin deformare.Detensionarea la 200 C, dup deformarea la rece anuleaz acest efect, ns nu anuleaz acest efect, ns nu anuleaz micorarea tenacitii dat de deformare plastic.Sudabilitatea acestor oeluri este bun. n schimb se iau msuri de precauie la controlul regimului de sudare i de detensionare a structurilor ferito-bainitice din zonele influenate termic afecteaz sensibil tenacitatea dup detensionare.Oelul 10Ni35 prezint fragilitate la revenire n cazul unor menineri ndelungate sau rciri lente n domeniul 540-370 C.Caracterizarea i utilizarea oelurilor rezistente la coroziunea atmosfericSunt oeluri slab aliate cu Cr,Cu,V,Aluminiu,N i fosfor livrate sub form de bare laminate sau forjate, table i benzi - simbol RCA37 i RCB52-STAS 500/3-80. Acestea n atmosfer, timp de 2-3 ani se acoper cu un strat subire, compact i aderent de oxizi i sulfuri (patin) cu aciune protectoare. Sunt destinate construciilor metalice: stlpi de nalt tensiune, recipiente sub presiune, vagoane, macarale, boghiuri, poduri, elemente de structur ale halelor industriale,etc.Produsele laminate i forjate se pot trata termic prin recoacere i normalizare.Prezint sudabilitate bun. Nu se impune prenclzire nainte i tratament termic dup sudare.Caracterizarea i utilizarea oelurilor pentru construcs navaleSunt oeluri cu granulaie fin destinate operaiei de sudare a elementelor navelor. Sunt realizate i utilizate conform prescripiilor Registrului Naval Romn -adic ele trebuie s aib aceeai limit de curgere indiferent de grosimea produsului.Pentru a realiza valori egale ale limitei de curgere pentru grosimi diferite se modific compoziia chimic a acestor oeluri i se folosesc soluii tehnice adecvate (modificarea vitezei de rcire dupa laminare sau tratament termic i funcie de grosimea produsului).Mrcile A,D,E; A,D,E32; A,D,E36; 1,D,E40 STAS 8324-86, fiecare grup avnd anumite valori unice pentru limita de curgere i tenacitate: Rp0,2=235; 355 i 390 N/mm2 i KV=27,31,34 i 39 J.Prima clas (A,D,E) cuprinde oeluri carbon, fiind destinate elementelor sudate de structuri portante ale navelor fluviale i maritime de mic tonaj. Celelalte clase conin cantiti mici de Cu, Aluminiu,Ni,Mo,V,Nb, fiind destinat elementelor sudate de structuri portante ale navelor fluviale i maritime de tonaj mediu i mare. Din oelurile ultimei clase se execut elemente de rezisten din zona central a navelor maritime de mare tonaj.Elementele i subansamblurile platformelor de foraj marin puternic solicitate se execut dintr-un oel de calitate special cu coninut redus de incluziuni, cu grad redus de aluminiu anizotropiei-caracteristicilor de rezisten i cu plasticitate garantat pe grosimea produselor denumit" Grad Z". Acesta are gtuirea la rupere pe direcia grosimii produsului de minimum 30%.Apa de mare accentueaz creterea vitezei de propagare a fisurilor de oboseal. cu un ordin de mrime comparativ cu atmosfera obinuit. (aerul). Deasemenea, oelurile pentru construcii navale au oeluri tendin mai accentuat de fisurare la rece n zona influenat termic dup sudare.Caracterizarea i utilizarea oelurilor pentru viaducte, poduri de osea i cale feratFac parte din categoria oelurilor carbon calmate cu Aluminiu, cu destinaie general cu tenacitate mare i sudabilitate foarte bun, avnd mici adaosuri pe lng Aluminiu,Ni,Ti livrate n stare laminat controlat, sub form de table groase pentru elementele principale ale viaductelor, podurilor de osea i cale ferat. Sunt OL37EP i OL52EP (STAS 12187-88). Au lirnita de curgere de 230-340 N/mm2 i reziliena 59-69 J/cm2, cu garanii de tenacitate i la temperaturi negative (la -20 C are KV>27J). Structurile sudate din aceste oeluri se pot rape fragil numai ca urmare a complexitii constructive sau a condiiilor severe de exploatare.Laminarea controlat ca i normalizarea au n vedere finisarea structurii i ameliorarea caracteristicilor me1anice.Caracterizarea i utilizarea oelurilor cu granulaie finn aceast categorie intr oelurile slab aliate de tipul C-Mn cu adaosuri n cantiti sub 0.15% de Aluminiu,v,nb,Ti livrate n stare laminat controlat sau noraializat i avnd limita de curgere de (285-460)N/mim2. Exemple: OCS 285, OCS 355 (STAS 9021-80) - pentru construcii sudate X56; X52; X60 pentru evi sudate (STAS 11082-80) i OPM- pentru galerii de min (STAS 9531-91).Comparativ cu oelurile de uz general la acestea finisarea structurii ferito-perlitice se face prin reducerea coninutului de C i Mn i prin efectul oxizilor, nitrurilor i carburilor care constituie bariere mecanice n0calea creterii grunilor de austenit la nclzire. Astfel punctajul grunilor la aceste oeluri este de minim 6.(Obs. n unele cri apare OCS 44; OCS52; OCS55; OCS58)Au oeluri sudabilitate foarte bun. Pentru a se evita fragilizarea materialului de baz, la sudarea prin topire a acestora se recomand prenclzire la 80-150 C, pentru uscarea materialului i aplicarea mai multor straturi succesive, la oeluri energie liniar de sudare mic, ce evit formarea structurilor martensit-bainit sau bainit-ferit.Oelurile cu granulaie fin cu rezistena la oboseal mai mare dect alte oeluri cu rezistena la rupere egal, datorit sensibilitii mai mici la concentratorii de eforturi irnprimat de grunii mici i oeluri tenacitate la temperatur pn la -50 C.Utilizarea oelurilor cu granulaie fin este redat n tabelul de mai jos.Marca oeluluiUtilizri specifice

OCS 285 OCS 355Elemente ale structurilor portante sudate sau mbinate prin nituri, suruburi,etc cu rezisten mare la rupere fragil

X52 X56 X60evi i conducte sudate elicoidal pentru ap, gaze i iei n industria petrolier, chimic,etc.

OPMProfile laminate la cald destinate susinerii galeriilor de min

Caracterizarea i utilizarea oelurilor aliate destinate pieselor tratate termic n construcia de mainiSTAS 791-88 prevede 27 de mrci de asemenea oeluri. Acestea se livreaz sub form de produse laminate sau forjate cu grosimea sub 250mm n stare normalizat sau recoacere de globulizare (n scop de nmuiere, creterea achiabilitii i pregtirea structurii pentru tratamentul termic final).Se folosesc numai n stare tratat termic. Funcie de coninutul n C i tratamentul termic aplicat se mpart n oeluri de cementare (C