MATERIALE METALICE

Prof.Dr.Ing. Catalin POPA

BIBLIOGRAFIE • V.Cândea, C.Popa – Iniţiere în ştiinţa metalelor, Bucureşti, Ed. Vega

1995;

• M.Rădulescu – Studiul metalelor, Bucureşti, E.D.P. 1982;

• H.Colan ş.a. - Studiul metalelor, Bucureşti, E.D.P. 1983;

• M.Ursache – Proprietăţile metalelor, Bucureşti, E.D.P. 1982;

• M.Ienciu ş.a. – Elaborarea şi turnarea aliajelor neferoase, Bucureşti, E.D.P. 1982;

• S.Gâdea, M.Petrescu – Metalurgie fizică şi studiul metalelor (vol.1,2,3), Bucureşti, E.D.P. 1979-1983;

• N.Geru – Metalurgie fizică, Bucureşti, E.D.P. 1981;

• N.Geru ş.a. – Materiale metalice. Structură, proprietăţi, utilizări, Bucureşti, E.T. 1985;

• V.Cândea, S.Bob – Concepte noi şi vechi privind clasificarea şi simbolizarea aliajelor Fe-C, Cluj-Napoca, Ed.Todesco 2003;

• I.Cheşa ş.a. – Mărci şi produse din oţel, Bucureşti, E.T. 1989;

• I.Cheşa ş.a. – Alegerea şi utilizarea oţelurilor, Bucureşti, E.T. 1984;

• I. Shacklford - Introduction to Materials Science for Engineers, 3rd Ed.,

Macmillan Pub.Co., New York, 1992;

• M. Ienciu, s.a. – Elaborarea si turnarea aliajelor neferoase speciale,

Bucuresti, EDP, 1988;

• D. Askeland – The Science and Engineering of Materials,

Chapman&Hall, 1990;

• ASM Handbook (vol.1, 2), ASM International, 1996;

CURS 1

• Aliaje metalice. Faze, constituenţi structurali.

• Influenta tratamentelor termice si a

tehnologiei de fabricaţie.

• Clasificarea metalelor după proprietăţile

fizice.

Aliaje metalice. Faze, constituenţi structurali.

Aliaj = material complex obţinut prin difuzie, având ca bază un metal, caracterizat prin starea metalică

Contraexemple: sticle metalice, materiale nanostructurate,

compozite cu matrice metalică

Concentraţia aliajelor: masică

atomică

electronică

Aliaje feroase – oţeluri, fonte, [superaliaje cu baza Fe]

neferoase – cu baza Al, Cu, Mg, Zn, Ti,…

avantaje: proprietăţi fizico-chimice (densitate, rezistivitate electrică, rezistenţă la coroziune, propr. de fricţiune,…), tehnologice (turnabilitate, deformabilitate,…), [mecanice – rezistenţă specifică, modul specific]

Aliaje metalice. Faze, constituenţi structurali.

Constituenţi structurali:

Eterogeni – de tip eutectic (variante)

Omogeni –

metale de mare puritate

soluţii solide pe bază de componenţi / compuşi, dezordonate / ordonate, interstiţiale / substituţie; solubilitate parţială / totală

compuşi [electro]chimici AmBn – [temperatură de topire proprie];

reţea ionică (AuCu3) /grupuri moleculare (Fe4B2)

electronici: β (3/2 – CuZn); γ (21/13 – Cu5Zn8); ε (7/4 – CuZn3)

geometrici compuşi de pătrundere (rx / rM < 0.59)

σ, Laves AB2, …

Constituenti structurali – amestecuri mecanice

Eutectic Cu-Al Ledeburita

Eutectic modificat Eutectic degenerat Monotectic

in silumin Cu dezoxidat Cu-Pb

Constituenti structurali – faze –

metale de mare puritate

Cupru recopt Cu oxidat

Constituenti structurali – faze –

solutii solide

Ferita

Austenita

Alama monofazica recoapta

turnata

Constituenti structurali – faze –

compusi

Babbitt

Carburi ledeburitice (primare) Carburi primare si secundare

-turnare- -forjare-

Carburi in otel rapid

Cementita primara

(fonta alba hipereutectica)

Legătura proprietăţi – diagrame de echilibru

- proprietăţi mecanice, fizice

Legătura proprietăţi – diagrame de echilibru

- proprietăţi tehnologice

Structura aliajelor

- de turnare dendritică (soluţii solide) – segregaţie directă / inversă

aciculară / câmp / limite de grăunţi (eutectice)

- de deformare plastică

rece

cald (peste tcr ) Pb: 0˚; Cd: 10˚; Sn: 0-30˚ (depinde de vrăcire)

- de tratament termic recoacere recristalizare

omogenizare

[echilibru]

călire martensită

soluţie solidă

(călire pentru punere în soluţie)

Structura aliajelor - turnare

Cu-Sn bifazic Cu-Al (10%) racit rapid

Cu-Sn monofazic Al-Si hipoeutectic

Structura aliajelor – deformare plastica

Duralumin deformat la rece Alama bifazica deformata la cald

Structura aliajelor – tratamente termice

Alama monofazica recoapta Cu-Sn monofazic recopt

Cu-Al calit (martensita) Cu-Al calit, imbatranit

Clasificarea metalelor după proprietăţile fizice

A. densitate [x 103 kg/m3] de la Li (0.53) la Os (22.5)

1. mai uşoare decât apa: Li (0.53), Na (0.97), K (0.86);

2. ultrauşoare (1

Clasificarea metalelor după proprietăţile fizice

B. temperatura de topire [˚C] de la Hg (-38˚C) la W (3377˚C)

1. foarte uşor fuzibile (

Clasificarea metalelor după proprietăţile fizice

C. rezistivitatea electrică [μΩ x cm] de la Ag (1.62) la Mn (710)

1. foarte bune conducătoare (

Clasificarea metalelor după proprietăţile fizice

D. susceptibilitatea magnetică χ = J / H [x 10-9]

1. diamagnetice (χ < 0; μ mic):

Cu (-0.08), Ag (-0.18), Zn, Au (-0.14), Pb;

2. paramagnetice (χ > 0, mic; μ mic): Mg, Ti (3.2), Al (0.62);

3. feromagnetice (χ >> 0, μ mare): Fe, Ni, Co

Temperaturi Curie: Ni (360˚C); Fe (770˚C); Co (1150˚C);