Tema Nr 7 - Oteluri Aliate Marci Standardizate

8/18/2019 Tema Nr 7 - Oteluri Aliate Marci Standardizate

http://slidepdf.com/reader/full/tema-nr-7-oteluri-aliate-marci-standardizate 1/29

Tema nr. 7

Oţeluri aliate

Mărci de oţeluri standardizate

Obiectivele temei sunt:

- studiul influenţei elementelor de aliere asupra structurii de echilibru a oţelurilor

şi asupra transformărilor de fază în stare solidă;

- definirea claselor structurale ale oţelurilor aliate;

- clasificarea şi prezentarea mărcilor de oţeluri după criteriul domeniului de

utilizare.Timpul, orientativ, de studiu al acestei teme este de ore.

Oţelurile aliate sunt aliaje complexe fier - carbon, care pe lângă elementele

însoţitoare (Si, Mn, Al) i impurităţi (S, !, O", #", $") conţin cel puţin un element

c%imic ( &e aliere ) într-o cantitate suficientă pentru a pro&uce mo&ificări sensibile

în structură i &eci ale proprietăţilor fi'ic - mecanice, c%imice i te%nologice

!rincipalele elemente &e aliere folosite sunt *r, $i, Mn, Si, +, Mo, i în

ca'uri mai rare *o, i, Al, *u, $b, .r, /, $, /e etc

ariaţia calitati0ă i cantitati0ă a proprietăţilor oţelurilor aliate este funcţie

&e natura, numărul i cantitatea elementelor &e aliere a&ăugate în compo'iţia

c%imică, precum i &e raportul lor cu principalii componenţi ai oţelului fierul i

carbonul

1nele elemente pot exista în oţel în stare liberă (!b, Ag, *u - elemente caresunt insolubile sau foarte puţin solubile în fier) sau se pot regăsi sub formă &e

inclu'iuni nemetalice (oxi'i, sulfuri, silicaţi, nitruri)

7.1 Raportul elementelor de aliere cu fierul

Majoritatea elemenetelor &e aliere formea'ă cu fierul soluţii soli&e &e

substituţie i mai rar interstiţiale 2 $i i *o formea'ă cu 3e un sistem continuu &e

soluţii soli&e (sunt solubile în orice proporţie)

4



7.1.1 Influenţa elementelor de aliere asupra transformărilor alotropice

ale fierului

5lementele &e aliere $i, *o, Mn, $, *u, !t, * , &enumite elemente γ -!ene

(sau elemente &in grupa nic%elului) măresc &omeniul &e existenţă al 3e γ prin

coborârea temperaturii punctului critic A6 i ri&icarea temperaturii punctului critic

A7 (0 fig 84 a) !rimele trei elemente &in această grupă formea'ă cu fierul soluţii

soli&e în orice proporţie, &omeniul γ nefiin& limitat la nici-o concentraţie2

&iagrama &e ec%ilibru 3e - element &e aliere γ -gen are, în acest ca' forma

pre'entată în figura 84 b Se constată că la aliajele cu concentraţii mai mari &e 9: element γ -gen transformarea alotropică a 3e este suprimată, stabili'ân&u-se la

temperatura ambiantă forma alotropică &e 3eγ

5lementele &e aliere *r, Mo, +, , i, Al, $b etc &enumite alemente α -

!ene (sau elemente &in grupa cromului) măresc &omeniul &e existenţă al 3e α prin

ri&icarea temperaturii punctului critic A6 i coborârea temperaturii punctului critic

A7 (0 fig 8" a) Majoritatea elementelor α-gene (cu excepţia /, .r), fiin& foarte

solubile în 3e înc%i& complet &omeniul γ &ân& &iagrame &e ec%ilibru cu 3e &e tipul

celei pre'entate în figura 8" b ;a fel ca în ca'ul anterior, se constată că aliajele

cu concentraţii mai mari &e 9 : element &e aliere α-gen, nu mai pre'intă

transformări &e fa'ă în stare soli&ă

7.1.2 Influenţa elementelor de aliere asupra punctelor şi liniilor diagramei

Fe - Fe3C

Majoritatea elementelor &e aliere micorea'ă conţinutul &e carbon &in

eutectoi& (&eplasea'ă spre stânga punctul S) 5xcepţii fac Al, *o, *u care măresc

conţinutul &e carbon al eutectoi&ului

<e asemenea punctul 5, &e saturaţie în carbon al austenitei, este &eplasatspre stânga, influenţa cea mai mare a0ân&-o, în or&ine crescătoare *r, Si, +, Mo,

"



, i ;a conţinuturi ri&icate &e elemente &e aliere cu influenţă puternică asupra

po'iţiei punctului 5 este posibilă apariţia transformării eutectoi&e în aliaje 3e - *

cu conţinut mai mic &e "44 : *

emperatura transformării eutectoi&e i po'iţia liniei =S sunt influenţate

&iferit, în sensul pre'entat anterior, funcţie &e tipul elementului &e aliere

7.1.3 Influenţa elementelor de aliere asupra proprietăţilor feritei

!roprietăţile feritei sunt &eterminate &e mărimea ra'elor atomice ale

elementelor care se &i'ol0ă (alături &e carbon) în 3eα, &eoarece , prin

&istorsionarea reţelei cristaline se reali'ea'ă o ecruisare a acesteia *a urmare

&uritatea feritei este mărită &e toate elementele &e aliere, efecte importante a0ân&,

în or&ine crescătoare Si, Mn, $i, Mo, +, *r enacitatea, e0aluată prin re'ilienţa

feritei aliate, sca&e la alierea cu Mn, +, Mo, Si etc, practic nu este influenţată prin

alierea cu *r i crete la aliarea cu $i

7.2 Raportul elementelor de aliere cu carbonul

<in punct &e 0e&ere al raportului elementelor &e aliere cu carbonul, acestea

se impart în

- elemente care se combină cu carbonul fomân& carburi2

- elemente care nu se combină cu carbonul

a b

6



3ig 84 >nfluenţa elementelor &e aliere γ - gene asupra punctelor critice ale fierului A. 5lementele c%imice care prepon&erent se combină cu carbonul, fac parte &in grupa

metalelor &e tran'iţie care au un substrat electronic &, mai puţin complet &ecât fierul *u cât

acest substrat este mai incomplet, cu atât afinitatea faţă &e * este mai mare i stabilitatea termică

a carburilor formate mai ri&icată ?n or&inea crescân&ă a afinităţii faţă &e * i a stabilităţi

carburilor formate elementele se înscriu în următorul ir (3e), Mn, *r, +, Mo, .r, $b, i, #f,

a

*arburile formate se clasifică &upă următoarele criterii

"#. - starea de a!re!are a alia$ului în momentul formării <in acest punct &e

0e&ere carburile sunt carburi primare, care se formea'ă &irect &in fa'ă lic%i&ă i

carburi secun&are, care se formea'ă în stare soli&ă "%. - compoziţie <in acest punct &e 0e&ere carburile sunt

- carburi simple &e tipul *r "6*@, *r 8*6, Mo"* - carburi care se

formea'ă la conţinuturi ri&icate ale elementului &e aliere2

- carburi &uble sau complexe &e tipul 3e"Mo"*, 3e"+"* - care sunt

carburi propriu-'ise sau (3e*r)"*6, (3e*r)7* - care sunt soliţii soli&e ale fierului în

carburile simple respecti0e2 carburile &uble se formea'ă la conţinuturi me&ii &e

carbon2

- cementite aliate &e tipul (3eMe)6* - care se formea'ă la conţinuturi

mici ale elementului &e aliere Me

a b

3ig 8" >nfluenţa elementelor α - gene asupra punctelor critice ale fierului

7



"& - după structură. <in acest punct &e 0e&ere carburile sunt

- cu structură cristalină complexă 3e6*, Mn6*, *r "6*@, *r 8*6,

3e"Mo"*

- fa'e &e pătrun&ere Mo"*, +*, a*, a"* etc Aceste carburi se

&i'ol0ă greu la incăl'ire în austenită, protejân& oţelul la supraîncăl'ire (impie&ică

creterea granulaţiei)

?n comparaţie cu cementita, toate celelate carburi ale elementelor &e aliere

sunt mai puţin fragile i mai &ure

B. 5lemente c%imice ca *o, *u, $ pot forma carburi, &ar în absenţa 3e,

carburile lor fiin& mai puţin stabile 5lemente c%imice ca $i, Si, Al se găsesc

&i'ol0ate în 3e i în anumite con&iţii (menţineri timp în&elungat la tempartură

ri&icată) pot fa0ori'a &escompunerea cementitei con&ucân& la apariţia carbonului

liber în structură

Observaţie.

<istribuţia în oţel a elementelor care formea'ă carburi &epin&e &e conţinutul elementuluirespecti0, &e conţinutul &e carbon, &e pre'enţa altor elemente &e aliere, &e starea &e tratamenttemic etc ?n con&iţiile unor conţinuturi mari &e elemente &e aliere care &au carburi i al unuiconţinut scă'ut &e carbon , acestea se 0or combina cu carbonul în or&inea afinităţii, iar restul se0or &istribui sub formă &e soluţii soli&e cu fierul i în ca'ul unor conţinuturi foarte ri&icate, potforma compui intermetalici cu fierul

7.3 Influenţa elementelor de aliere asupra transformărilor

austenitei

7.3.1 Influenţa asupra transformării la ncăl!ire

oate elementele &e aliere, cu excepţia Mn i Al, împie&ică creterea, la

supraîncăl'ire a &imensiunii grăuntelui &e austenită

5lementele care, prepon&erent se găsesc sub formă &e soluţii soli&e cu fierul

au, &in acest punct &e 0e&ere, o influenţă po'iti0ă &ar mai slabă ?n ca'ul formării



carburilor, acestea se &istribuie la limitele grăunţilor fomân& bariere mecanice care

se opun unirii i &e'0oltării grăunţilor respecti0i

Manganul fa0ori'ea'ă creterea grăunţilor, mărin& sensibil ten&inţa &e

supraîncăl'ire i fragilitatea oţelurilor

Aluminiul, în cantităţi mici (până la B,4 :) fa0ori'ea'ă obţinerea la

supraîncăl'irea limitată, a unor structuri fine ca urmare a pre'enţei unor pelicule

submicroscopice &e oxi'i i nitruri &e aluminiu, care au rolul &e bariere mecanice

;a conţinuturi ri&icate sau la supraîncăl'ire, efectul aluminiului este contrar

7.3.2 Influenţa asupra transformării la răcire a asutenitei

oate elementele &e aliere cu excepţia *o, măresc stabilitatea austenitei

subrăcite, &eplasân& spre &reapta curbele - i'oterme, figura 86 a

<e asemenea, elementele &e aliere pot mo&ifica cinetica transformării

Astfel în ca'ul oţelurilor aliate cu *r, +, Mo curbele cineticii transformării al

răcire a austenitei, pre'entate în figura 86 b, au &ouă maxime cinetice

corespun'ătoare transformărilor la răcire &upă mecanismul cu &ifu'ie i &upămecanismul interme&iar2 în ca'ul oţelurilor &e cementare *r-$i-+ sau *r-$i-Mo

se suprimă tansformările la răcire &upă mecanismul cu &ifu'ie (0 fig 86 c) iar în

ca'ul oţelurilor *r-Mn-Si cu B,@ : * se suprimă transformările &upă mecanismul

interme&iar (0 fig &6 &)

7.3.3 Influenţa asupra căli"ilităţii !rin re&ucerea 0ite'ei critice &e călire, elementele &e aliere măresc

călibilitatea oţelurilor Or&inea &escrescătoare a elementelor &e aliere care

fa0ori'ea'ă călibilitatea este Mo, Mn, *r, Si, $i i *u

7.3.# Influenţa asupra transformării martensitice

@



Majoritatea elementelor &e aliere coboară Ms, mărin& cantitatea &e austenită

re'i&uală 5xcepţie fac *o i Al care ri&ică Ms i Si care nu afectea'ă po'iţia

acestetuia

!unctul Mf este coborât &e majoritatea elementelor &e aliere, &ar mai puţin

semnificati0

7.4 Influenţa elementelor de aliere asupra transformărilor la

reenire

;a re0enirea oţelurilor aliate se pro&uc aceleai transformări ca i în ca'ul

oţelurilor carbon, elementele &e aliere a0ân& următoarele efecte- crete temperatura la care au loc aceste transformări2

- crete gra&ul &e &ispersie al fa'elor2

- se micorea'ă 0ite'ele &e transformare

;a re0enirea unor oţeluri aliate utili'ate în construcţia &e maini (în special

oţelurile &e îmbunătăţire *r - $i) se constată apariţia unui fenomen &e fragilitate în

ca'ul re0enirilor aplicate în inter0alele &e temperaturi "B 7BB O* i BB @BBO*, fără a fi afectate celelate proprietăţi

3ig 86 >nfluenţa elementelor &e aliere asupra transformărilor la răcire ale austenitei

8



a - toate elementele &e aliere &eplasea'ă spre &reapta curbele în *2

b - curbe în * cu &ouă maxime cinetice2

c - curbe în * pentru oţeluri aliate care nu pre'intă transformare &upă mecanismul cu &ifu'ie2

& - curbe în * pentru oţeluri aliate care nu pre'intă transformare &upă mecanismul interme&iar

3enomenul poartă numele &e fra!ilitate la revenire i se e0i&enţia'ă prin

re'ultatele încercării &e înco0oiere prin oc, pre'entate în figura 873ragilitatea pro&usă în ca'ul re0enirii oţelurilor în inter0alul &e temperaturi

"B 7BB O* este ire0ersibilă, o &ată instalată nu mai poate fi înlăturată

5xplicaţia apariţiei acestui fenomen este legată &e transformarea austenitei

re'i&uale, care juca rol &e liant 50itarea lui se face printr-o re0enire iniţială la 7BBO* urmată &e re0enirea în inter0alul critic (&acă este necesar)

3ragilitatea pro&usă în ca'ul re0enirii oţelurilor în inter0alul BB @BBO

*este re0ersibilă i apare la răcirea lentă în acest inter0al &e tempearturi, c%iar i în

ca'ul unei a &oua re0eniri 50itarea fenomenului se face printr-o răcire rapi&ă (în

apă sau ulei) sau prin alierea oţelului cu Mo (B," B,:) sau + (4,B 4, :)

7.! "lasificarea oţelurilor aliate

*riteriile &e clasificare a oţelurilor aliate sunt

C

Fig. 7.4 Fragilitatea ireverisbilă - I şireversibilă - II la revenire a oţelurilor de

imbunătăţire Cr - Ni



- structura în stare recoaptă2

- structura la normali'are (la răcirea în aer)2

- elementul principal &e aliere

A. *lasificarea oţelurilor aliate &in punct &e 0e&ere al structurii n stare

recoaptă (&e ec%ilibru) se ba'ea'ă pe influenţa elementelor &e aliere asupra

po'iţiei punctelor i liniilor &iagramei &e ec%ilibru 3e-3e6* i pe efectul γ -gen al

carbonului Astfel conform figurii 8 în ca'ul alierii oţelurilor cu elemente α-gene

structurile posibile sunt feritice, le&eburitice i perlitice (%ipo sau %ipereutectoi&e)

iar conform figurii 8@, în ca'ul alierii cu elemente γ -gene - austenitice, austenito -

feritice (&uplex), perlitice (%ipo i %ipereutectoi&e) i le&eburitice B *lasificare &in punct &e 0e&ere al structurii obţinută la normali!are (la

răcirea în aer) are în 0e&ere mo&ificarea &e către elementele &e aliere a po'iţiei

curbelor i a punctului MS Dinân& cont &e acest lucru re'ultă că, la răcirea în

aer pot apare următoarele structuri perlitică, martensitică i austenitică

E



"oncluzie

*onform criteriilor &e clasificare &e mai sus, re'ultă că oţelurile aliate fac

parte &in una &in următoarele cinci clase structurale $ perlitice% feritice%

austenitice% martensitice% lede"uritice.

C Oţelurile aliate sunt în general aliaje complexe, obţinute pe ba'a unor

reţete în care intră mai multe elemente &e aliere A0ân& în 0e&ere că, &e obicei unul

este element principal , iar pe &e altă parte influenţa fiecărui element &e aliere este

specifică, &e0ine foarte utilă clasificarea &in acest punct &e 0e&ere a oţelurilor

aliate

7.# Oţeluri standardizate

*onform SAS F 8484 clasificarea oţelurilor se face funcţie &e gra&ul &e

aliere S, &efinit ca suma concentraţiilor elementelor &e aliere, în oţeluri carbon,

oţeluri slab aliate i oţeluri înalt aliate&ţelurile car"on nu conţin în mo& 0oit alte elemente &e aliere cu excepţia

celor impuse &e procesul te%nologic &e elaborare i turnare (Mn, Si, Al) ?n unele

ca'uri, &eterminate &e &omeniul &e utili'are, acestea pot conţine elemente care

conferă stabilitate în timp , coboară pragul &e fragilitate sau uurea'ă prelucrarea

prin ac%iere

Oţelurile carbon pot fi &e u' general, &e calitate i superioareOţelurile carbon de uz !eneral (calmate, G sau necalmate, n ) sunt oţeluri

pro&use în masă, folosite în mo& curent fără tratament termic, pro&ucătorul

garantân& proprietăţile mecanice ale acestuia, proprietăţi (F m) care sunt regăsite i

în simboli'are

Oţelurile carbon de calitate sunt folosite, în general în stare tratată termic

sau termoc%imic, în simbolo'are fiin& in&icat conţinutul me&iu în carbon ;aaceste oţeluri, pro&ucătorul garantea'ă compo'iţia c%imică, caracteristicile

4B



mecanice corespun'ătoare tratamentului termic prescris precum i conţinutul &e

impurităţi

!entru oţelurile superioare, pro&ucătorul garantea'ă în limite mai restrânse

conţinutul &e impurităţi (S, !, inclu'iuni nemetalice) i respectă con&iţii referitoare

la structură (mărimea grăuntelui &e austenită, călibilitatea etc)

&ţelurile sla" aliate (S < :) sunt, în general oţeluri perlitice, &estinate

construcţiei &e maini, construcţiilor metalice etc, la care prin simboli'are se in&ică

compo'iţia c%imică 5le sunt folosite în &i0erse stări &e tratament termic sau

termoc%imic Se pot elabora i în 0arianta &e oţeluri slab aliate superioare

&ţelurile mediu aliate ( < S < 4B :) sunt oţeluri %ipereutectoi&e, perlito-

carburice sau martensitice, folosite la execuţia sculelor &e &eformare,

instrumentelor &e măsură etc

&ţelurile nalt aliate (S> 4B :) sunt oţeluri le&eburitice, feritice sau

austenitice , în general oţeluri cu proprietăţi speciale

*riteriul principal &e cuprin&ere în stan&ar&ele româneti a oţelurilor îl

constitue domeniul de utili!are.

7.'.1 &ţeluri pentru constrcţii şi structuri sudate (prin topire)

Acestea sunt oţeluri carbon i slab aliate &estinate reali'ării prin proce&ee

te%nologice &e mare pro&ucti0itate (&eformare plastică, tăiere, su&are etc) a

structurilor metalice, satisfăcân& &upă ca' con&iţii &e re'istenţă iHsau etaneitate

<in punct &e 0e&ere metalurgic se pune problema asigurării su&abilităţii, problemă care este re'ol0ată, în ca'ul oţelurilor carbon prin limitarea conţinutului

&e carbon la maxim B" : iar în ca'ul oţelurilor aliate prin limitarea carbonului

ec%i0alent (carbonul ec%i0alent este o mărime care ţine seama &e efectul

stabili'ator pe care îl au elementele &e aliere asupra austenitei)

A. &ţeluri cu destinaţie generală

44



Mărcile &e oţel cu &estinaţie generală sunt O; 68, O;77, O;" - SAS

BBH4,", O; 6 O; 7, O; @ - SAS C4C6 i C4C a Simboli'area lor

conţine informaţii pri0itor la tipul &e semifabricat (; - laminat, - ţe0i) i

caracteristicile mecanice garantate &e pro&ucător ( F m în &a$Hmm")

Acestea sunt oţeluri carbon i slab aliate, li0rate sub formă &e semifabricate

&eformate plastic Se utili'ea'ă în stare netratată termic moti0 pentru care

pro&ucătorul garantea'ă caracteristicile mecanice prin garantarea compo'iţiei

c%imice (conţinutul &e carbon influenţea'ă prin &eterminarea proporţiei

ferităHperlită, iar manganul prin efectul &e aliere al feritei) *aracteristicile

mecanice ale acestor oţeluri sunt funcţie &e grosimea semifabricatului o &ată cu

creterea grosimii pro&usului, ca urmare a răcirii cu 0ite'e &e răcire mai mici, la

aceai compo'iţie c%imică, pro&usele 0or a0ea o re'istenţă mecanică mai scă'ută

Feferitor la caracteristicile &e su&abilitate se are în 0e&ere comportarea la rupere i

temperatura &e tran'iţie &uctil fragil <in acest punct &e 0e&ere aceste oţeluri se

grupea'ă în patru clase &e calitate, funcţie &e garanţiile oferite &e pro&ucător,

astfel

- clasa &e calitate 4 , garantea'ă compo'iţia c%imică, F m, F pB", A2

- clasa &e calitate ", garantea'ă caracteristicile clasei 4, i în plus energia

minimă &e rupere, I la temperatura &e "B O* &e "8 J2

- clasa &e calitate 6, garantea'ă caracteristicile clasei 4, i în plus energia

minimă &e rupere, I &eterminată pe epru0ete trans0ersale, la temperatura &e B O*

&e "8 J2

- clasa &e calitate 7, garantea'ă caracteristicile clasei 4, i în plus energiaminimă &e rupere, I &eterminată pe epru0ete trans0ersale, la temperatura &e -"BO* &e "8 J2

!entru înca&rarea pro&uselor în con&iţiile &e omogenitate i tenacitate

proprii fiecărei clase &e calitate se folosesc soluţiile te%nologice cunoscute oţeluri

calmate, G, calmate suplimentar cu Al sau oţeluri necalmate, n

4"



oate acestea se regăsesc in simboli'are, &e exemplu O; 68 "G este un oţel

carbon &e u' general, calmat, cu re'isetnţa la rupere &e 68 &a$Hmm", pentru care

por&ucătorul garantea'ă caracteristicile corespun'ătoare clasei &e calitate "

B. &ţeluri cu re!istenţă mărită la coro!iune atmosferică (oţeluri patina"ile)Mărcile &e oţeluri patinabile sunt F*A 68 i F*A " - SAS BBH6*aracteristicile mecanice i te%nologice ale acestor oţeluri sunt similare celor &e u'

general, fiin& ec%i0alente &in punct &e 0e&ere al claselor &e re'istenţă i su&abilitate*aracteristica &e utili'are propire este re'istenţa mărită la coro'iunea atmosferică (se

folosesc în stare neprotejată prin 0opsire în atmosfere in&ustriale sau urbane) re'ultată în urmaalierii cu *r, *u, !, &e obicei în cantitate totală sub 4 : Sub acţiunea agresi0ă a agenţilor naturali, aceste elemente formea'ă treptat la suprafaţa metalului un strat compact i a&erent &eoxi'i care au efect atât &e protecţie mecanică faţă &e contactul &irect al suprafeţei metalului cume&iul înconjurător, cât i &e protecţie electroc%imică !ier&erea &e metal &atorită coro'iunii,

&etermină creterea continuă a conţinutului în elemente &e aliere la suprafaţa metalului i prinaceasta o re&ucere apreciabilă, în timp a 0ite'ei &e coro'iune

C. &ţeluri cu granulaţie finăMărcile &e oţeluri cu granulaţie fină sunt O*S 77, O*S ", O*S , O*S C - SAS

EB"4Acestea sunt oţeluri slab aliate &e tip carbon - mangan, cu a&aosuri în cantităţi sub B,4:

&e Al, , $b, i li0rate în stare &eformată plastic controlat (se controlea'ă temperatura sfâritului&eformării plastice) sau normali'ată, a0ân& limita &e curgere &e "C 7@B $Hmm ", fiin&&estinate reali'ării &e construcţii (*) su&ate (S) ;a aceste oţeluri, comparati0 cu cele &e u'general, procesul te%nologic &e fabricare urmărete micorarea conţinutului &e * i Mn pe ba'a

efectului fa0orabil &e &urificare a soluţiei soli&e i &e finisare a granulaţiei cu ajutorul nitrurilor sau carbonitrurilor &e Al, , $b, i !e această ba'ă caracteristicile &e re'istenţă se asigură încon&iţiile unei su&abilităţi ri&icate, respecti0 a unor garanţii &e tenacitate până la - B O* <inacest punct &e 0e&ere sunt prescrise apte clase &e calitate (numerotate în continuarea celor

pre'entate anterior) Astfel - clasa &e calitate , garantea'ă caracteristicile clasei 4, i în plus energia minimă &e

rupere, I &eterminată pe epru0ete trans0ersale, la temperatura &e -6B O* &e "8 J2- clasa &e calitate @, garantea'ă caracteristicile clasei 4, i în plus energia minimă &e

rupere, I &eterminată pe epru0ete trans0ersale, la temperatura &e -7B O* &e "8 J2- clasa &e calitate 8, garantea'ă caracteristicile clasei 4, i în plus energia minimă &e

rupere, I &eterminată pe epru0ete trans0ersale, la temperatura &e -B O* &e "8 J sau re'ilienţa,I*1, &eterminată pe epru0ete longitu&inale, &e 6 JHcm" la - @BO*

Aceste oţeluri se elaborea'ă în &ouă 0ariante fără garantarea limitei &e curgere la cal&, ai cu garantarea limitei &e curgere la cal&, b

oate acestea se regăsesc în simboli'area oţelului , &e exemplu O*S " a, este un oţel pentru construcţii su&ate, cu re'istenţa la rupere &e " &a$Hmm", pentru care pro&ucătorulgarantea'ă caracteristicile corespun'ătoare clasei &e calitate , fără garantarea limitei &e curgerela cal&

*. &ţeluri pentru aparate şi recipiente su" presiune utili!ate la temperatura am"iantăşi ridicată

Mărcile &e oţeluri pentru aparate i recipiente sub presiune utili'ate la temperatuaraambiantă i înaltă (I - cal&) sunt I 74, I 78, I ", 4@ Mo 6, 47 *rMo 7 - SAS "CC6H6, O;6 I, O; 7 I, 4B *rMo 4B - SAS C4C7

46



Sunt oteluri carbon, carbon - mangan sau aliate în &iferite proporţii cu *r, Mo, i alteelemente (, + sa) pentru asigurarea garanţiilor pri0in& limita &e curgere i re'istenţa la fluajîntr-o gamă largă &e temperaturi ("B O* @7B O*) Mărcile &e oţeluri I i O; conţin însimboli'are 0aloarea re'istenţei la rupre, în &a$Hmm" i sunt elaborate în aceleai clase &ecalitate i 0ariante ca O*S -urile <e exemplu I 74 "b este un oţel cu re'istenţa la rupere &e 74&a$Hmm", care are garantată energia &e rupere minimă &e "8 J la temperatura &e "B O* Mărcile

&e oţeluri slab aliate conţin în simboli'are informaţii pri0in& compo'iţia c%imică, &e exemplu 47*rMo 7 este un oţel cu conţinutul &e carbon me&iu &e B47 :, aliat cu *r, Mo (elementele &ealiere în or&inea importanţei lor) , elementul principal &e aliere Mo în procent &e B7 :

+. &ţeluri pentru aparate şi recipiente su" presiune utili!ate la temperatura am"iantăşi scă!ută

Mărcile &e oţeluri pentru aparate i recipiente sub presiune utili'ate la temperatuaraambiantă i scă'ută sunt F 68, F 77, F " SAS "CC6H", O; 6 F, O; 7 F, 4B $i 6 -SAS 4B6C"

Sunt oţeluri carbon sau carbon -mangan, &in clasa oţelurilor cu granulaţie fină, precum io marcă &e oţel aliat cu $i Aceste oţeluri oferă garanţii &e tenacitate până la - 4BB O*

Se elaborea'ă în aceleai clase &e calitate i 0ariante2 pentru clasele &e calitate 7,,@,8conţinutul &e $i crete până la max B8B :

Observaţie

3uncţie &e &omeniile &e utili'are sunt stan&ar&i'ate oţeluri pentru construcţii na0ale i platforme &e foraj marin (SAS C6"7), oţeluri pentru armarea i precomprimarea betonului etc

7.'.2 &ţeluri pentru construcţii mecanice

!rin construcţii mecanice, în sensul pre'entului paragraf se înţeleg mainile pentru pro&ucerea i transformarea energiei (motoare, pompe, turbine), organele

pentru transmiterea puterii (angrenaje, axe, arbori, rulmenţi) i piesele &e fixare

(uruburi, pene) ale acestora

A. &ţeluri car"on de u! general Mărcile &e oţeluri carbon &e u' general sunt O; 6B, O; 6", O; 67, O;68, O;7", O;B,

O; @B, O;8B - SAS BBH4,";a reali'area construcţiilor mecanice oţelurile carbon &e u' general sunt utili'ate în mo&

curent &eoarece pre'intă proprietăţi te%nologice i &e utili'are satisfăcătoare pentru multeaplicaţii te%nice i în plus sunt cele mai economice &in punct &e 0e&ere al costurilor Se folosescîn stare netratată termic i ca urmare o importanţă &eosebită o are te%nologia aplicată &efurni'orul &e semifabricate <in acest punct &e 0e&ere, trebuiesc a0ute în 0e&ere operaţiile &e

prelucrare la rece , care pot fi - operaţii &e prelucrare mecanică cu în&epărtare &e ac%ii, care nu &etermină o mo&ificare

importantă a 0alorilor caracteristicilor mecanice ale oţelului (cojire, rectificare, lefuire etc)- operaţii prin &eformare palstică la rece (tragere, trefilare, laminare la rece, profilare

etc) !ro&usele obţinute în acest ca' sunt ecruisate, cu consecinţele cunoscute asupracaracteristicilor mecanice

Mărcile O; 6B până la O; 7" sunt su&abile

B. &ţeluri car"on de calitate

47



Mărcile &e oţeluri carbon &e calitate sunt O;*4B, O;*4, O;*"B, O;*",

O;*6, O;*7, O;*B, O;*, O;* @B - SAS CCB

!rincipalul mijloc &e punere în 0aloare a capacităţii &e re'istenţă a oţelurilor

este tratamentul termic aplicat a&ec0at compo'iţiei c%imice a acestora i tipului &at

&e piesă *omportarea corespun'ătoare la tratament termic i mai ales

repro&uctibilitatea caracteristicilor obţinute, în con&iţiile respectării acelorai

parametrii ai regimului &e tratament termic se pot reali'a numai în ca'ul unor

oţeluri &e calitate - *, cu conţinuturi în elemente re'i&uale i impurităţi cât mai

re&use *a urmare în compo'iţia c%imică se in&ică conţinutul în carbon Aceste

oţeluri se li0ra'ă sub formă &e semifabricate &eformate plastic - ; ?n conclu'ie,

&e exemplu O;*7, este un oţel carbon &e calitate &e îmbunătăţire cu un conţinut

&e carbon &e B,7 : iar O;*"B este un oţel carbon &e calitate pentru cementare cu

un conţinut &e carbon &e B"B :

?n general oţelurile carbon &e calitate se utili'ea'ă pentru reali'area &e piese

supuse unor solicitări mo&erate !rincipalul lor &e'a0antaj este călibilitatea re&usă

C. &ţeluri car"on turnate n pieseMărcile &e oţeluri carbon turnate în piese sunt O7B, O7, OB, O, O@B, O8B -

SAS @BBAcestea sunt oţeluri utili'ate pentru semifabricate turnate - i se elaborea'ă în trei clase

&e calitate - clasa 4 corespun&e oţelurilor &e u' general pentru care sunt garantete Fm i A 2- clasa " corespun&e oţelurilor &e calitate pentru care sunt garantate Fm, FpB" i A 2- clasa 6 corespun&e oţelurilor superioare pentru care sunt garantate Fm, FpB", A, . sau

I*1?n simboli'area mărcii este in&icată 0aloarea re'istenţei la rupere, în &a$Hmm", &e

exemplu O 7B" este un oţel carbon turnat în piese cu re'istenţa la rupere &e 7B &a$Hmm"

&e tipul oţel &e calitate

*. &ţeluri sla" şi mediu aliate pentru cosnstrucţia de maşini

Oţelurile slab i me&iu aliste pentru construcţia &e maini (SAS 8E4) sunt

oţeluri prelucrabile prin &eformare plastică, folosite la solicitări mari, moti0 pentru

care trebuie să pre'inte o asociere &e proprietăţi ca

- re'istenţă la rupere cât mai ri&icată2

- tenacitate2

4



- re'istenţă la oboseală

Aceste proprietăţi se obţin prin tratamente termice i termoc%imice aplicate

în mo& corespun'ător compo'iţiei c%imice a oţelului i prin aliere

>nfluenţa principalelor elemente &e aliere utili'ate, asupra caracteristicilor oţelurilor este pre'entată în continuare

'romul în oţelurile pentru construcţii mecanice se găsete în proporţie &e aproximati0 4: A0antajele utili'ării lui ca element &e aliere sunt mărete călibilitatea, se &i'ol0ă în feritări&icân&u-i re'istenţa mecanică i afectân& puţin tenacitatea, mărete stabilitatea martensitei lare0enire 5l ri&ică punctele critice A4 i A6, moti0 pentru care temperaturile &e încăl'ire pentru&iferite prelucrări te%nologice (tratamente termice, &eformare plastică la cal&) sunt mai mari&ecât în ca'ul oţelurilor carbon

(ichelul se a&augă în oţelurile pentru construcţii mecanice până la maxim : !re'enţanic%elului &etermină creterea călibilităţii, coborârea punctelor critice A4 i A6 contribuin& la

obţinerea unei structuri fine cu tenacitate ri&icată, mărirea re'istenţei i tenacităţii feritei (în carese &i'ol0ă) !rin coborârea puternică a punctului &e început al transformării martensitice nic%elulcon&uce la creterea cantităţii &e austenită re'i&uală

)an!anul se a&augă în oţelurile pentru construcţii mecanice în proporţie &e până la 4@: pentru creterea călibilităţii i re'istenţei feritei, căreia îi afectea'ă, însă tenacitateaManganul &etermină creterea grăuntelui &e austenită la supraîncăl'ire, moti0 pentru care la

piesele &e importanţă conţinutul acestuia trebuie să fie sub B@: i &easemenea mărete pericolulfisurării la încăl'ire &eoarece sca&e con&uctibilitatea termică a oţelului

Titanul utili'at în proporţie &e până la B4 : alături &e alte elemente (0ana&iu până la B":) finisea'ă granulaţia i măreste călibilitatea

)olibdenul în proporţie &e până la B7 : (sau Kolfram până la 4 :) re&uce sensibilitatea

oţelurilor cu *r i *r -$i la fragilitatea re0ersibilă la re0enire

3uncţie &e tipul &e tratament termic aceste oţeluri se clasifică în oţeluri

pentru cementare, oţeluri &e îmbunătăţire i oţeluri pentru nitrurare

)ărcile de oţeluri de cementare sunt- oţeluri cu *r (4 *r BC) sunt &estinate pieselor &e formă simplă, cu a&âncimea stratului

cementat &e 4 4 mm- oţeluri *r - 2 0ana&iul micorea'ă sensibilitatea la supraîncăl'ire2 nu sunt utili'ate

&atorită calibilităţii re&use

- oţeluri *r -Mn i *r -Mn - i (4C Mn*r 4B, "4iMn*r 4")2 pentru cementare nu suntutili'ate oţeluri aliate numai cu mangan &atorită sensibilităţii mari la supraîncăl'ire2 acestincon0enient este anulat &e alierea cu titan

- oţeluri *r - $i (4B *r$i 6B)2 alierea simultană cu crom i nic%el mărete re'istenţa itenacitatea mie'ului, în care se obţine &upă călirea > o martensită săracă în carbon sau bainităinferioară ca urmare a călibilităţii ri&icate a acestor oţeluri2 nic%elul are acţiune fa0orabilă asuprastratului cementat crescân& atât re'istenţa cât i tenacitatea acestuia

- oţeluri *r - $i - Mo (4C Mo*r$i 46)2 molib&enul micorea'ă sensibilitatea lasupraîncăl'ire, mărin& mult călibilitatea2 prin aceasta piese cu &iametru &e 4B "BB mm se potcălii în aer re&ucân&u-se, astfel tensiunile i &eformaţiile

)ărcile de oţeluri de îmbunătăţire sunt

- oţeluri cu *r (7B *r 4B) au călibilitate ri&icată, secţiunile cu &iametru mai mic &e Bmm putân&u-se căli în ulei2

4@



- oţeluri *r -Mo (7" Mo*r 44, 66 Mo*r 44) sunt unele &in cele mai utili'ate mărci2molib&enul re&uce pericolul fragilităţii re0ersibile la re0enire

- oţeluri cu Mn (6 Mn 4@, 7B Mn 4B)2- oţeluri *r - (B *r 44)2 0ana&iul asigură o structură fină (tenacitate) i micsorea'ă

sensibilitatea la supraîncăl'ire2- oţeluri *r -$i (74 *r$i 4")2 alierea simultană cu *r i $i imbină a0antajele i anulea'ă

&e'a0antajele alierii numai cu unul &in cele &ouă elemente2 se asigură în primul rân& cretereacălibilităţii2 pre'intă fragilitate re0ersibilă la re0enire2- oţeluri *r - $i - Mo (67 Mo*r$i 4) sunt oţeluri foarte utili'ate &atorită călibilităţii

ri&icate i a faptului că sunt insensibile la fragilitatea re0ersibilă la re0enireOţelurile pentru tratamentul termic de nitrurare sunt oţeluri &e imbunătăţire la care

elementul principal &e aliere este Al2 se asigură, astfel &urităţi ri&icate ale stratului (6C Mo*rAlBE)

+. &ţeluri aliate pentru construcţii de maşini% turnat n pieseMărcile &e oţeluri pentru construcţii &e maini turnate în piese, conform SAS 4886,

sunt "BMn47, 6 Mn 47, 6B SiMn 4", 6 Mo*r$i BC a 2 sunt oţeluri similare &in punct&e 0e&ere al compo'iţiei c%imice (alierii) celor &eformabile <e regulă se li0rea'ă sub formă &esemifabricate turnate () tratate termic (omogeni'are, normali'are, călire i re0enire)caracteristicile mecanice &epin'ân& &e starea &e tratament termic, moti0 pentru care însimboli'are este in&icată compo'iţia c%imică

F. &ţeluri cu destinaţie preci!ată

Oţelurile cu &estinaţie preci'ată sunt oţeluri pentru arcuri, oţeluri pentru

organe &e asamblare, oţeluri pentru rulmenţi, oţeluri pentru &eformare plastică la

rece, oţeluri re'istente în me&ii &e %i&rogen a

*#. ) ărcile &e oţeluri pentru arcuri sunt O;* @ A, O;* 8 A, O;* C

A, 7B Si 48 A, 4 Si 48 A (Arc ), 4 *r 44 A (Arc "), @ Si 48 A (Arc 7), @B

Si 4 A (Arc 6) - SAS 8E

Oţelurile pentru arcuri trebuie să în&eplinească următoarele con&iţii limită

&e elasticitate ri&icată, re'istenţă la oboseală insoţită &e o sensibilitate re&usă faţă

&e concentratorii &e tensiuni, stabilitate în timp a caracteristicilor mecanice în

con&iţii &e me&iu i temperaturi specifice utili'ării, caracteristici &e plasticitate

care să permită fabricarea lor prin te%nologii accesibile

?n funcţie &e compo'iţia c%imică oţelurile pentru arcuri se clasifică în

- oţeluri carbon pentru arcuri - sunt oţeluri &e calitate cu conţinuturi

apropiate &e compo'iţia eutectoi&ă2

- oţeluri aliate pentru arcuri - compo'iţia c%imică aproximati0 B@ 4B :Si până la " : Si ( siliciul mărete elasticitatea)2 tratamentul termic constă într-o

48



călire urmată &e re0enire me&ie la 6BB BBO* re'ultân& o structură &e troostită

&e re0enire

*%. Or!anele de asamblare sunt piese &e maini caracteri'ate, &in punctul

&e 0e&ere al configuraţiei geometrice, prin existenţa unui puternic concentrator &e

tensiuni care este filetul *a urmare, oţelurile folosite trebuie să pre'inte o

sensibilitate minimă la efectul &e crestătură, în con&iţiile unei re'istenţe mecanice

corespun'ătoare

?n funcţie &e caracteristicile mecanice impuse se utili'ea'ă cinci categorii &e

oţeluri

- oţeluri carbon &e u' general - sunt folosite până la re'istenţe maxime &e

7BB $Hmm"2

- oţeluri pentru prelucrări pe maini unelte automate - sunt folosite până la

re'istenţe maxime &e 7CB CCB $Hmm" Aceste oţeluri, prin conţinutul ri&icat &e

sulf (max B" :), fosfor (max B4 :) i plumb (max B6 :), pot fi utili'ate la

prelucrări pe maini unelte automate, &eoarece formea'ă ac%ii fragmentate

Mărcile &e oţeluri folosite sunt A1 4" (BBC B4@ : *), A1 "B (aprox B"

:* ), A1 7B M (aprox B7 : *, 4"B 4@B : Mn), O; @ !b, 6C *r B !b

a

- oţeluri carbon &e calitate - sunt folosite până la re'istenţe &e CCB $Hmm"

- oţeluri cu mangan i bor ("B Mn/ SAS 44 44) - sunt folosite până la

re'istenţe &e 4BB $Hmm" Acestea sunt oţeluri mangan, microaliate cu bor

(BBB4 BBB : /) /orul finisea'ă granulaţia, mărete &uritatea prin formarea

&e boruri, mărete termostabilitatea i mărete călibilitatea la oţelurile cu conţinutmic &e carbon

- oţeluri aliate - utili'ate la re'istenţe peste 4""B $Hmm"

*u excepţia oţelurilor &e u' general, toate celelalte sunt oţeluri cărora li se

aplică tratamente termice ?n ca'ul aplicării tratamentului termic &e îmbunătăţire se

recoman&ă, ca &upă călire structura în mie'ul porţiunii filetate să fie formată &in

min EB : martensită

4C



e%nologia &e fabricare a acestor elemente trebuie să aibă în 0e&ere

creterea (prin meto&e te%nologice) re'istenţei la oboseală, care nu poate fi

asigurată numai prin creterea re'istenţei la tracţiune ca urmare a tratamentului

termic <e asemenea la aceste piese &e maini trebuie a0ute în 0e&ere i alte

con&iţii speciale &e lucru ca me&ii care fa0ori'ea'ă coro'iunea fisurantă sub

tensiune, con&iţii &e fluaj a

*&. Mărcile &e oţeluri pentru rulmenţi sunt SiMo - SAS 44B8

(rulmenţi pentru sapele &e foraj), F1; 4, F1; " - SAS 47@ (cifra repre'intă

numărul &e or&ine al mărcii), F1; 60 - SAS 44"B, EB Mo*r 4CB - SAS

44"6 (rulmenţi care lucrea'ă în me&ii coro'i0e)

?n mo& obinuit, oţelurile pentru rulmenţi sunt oţeluri %ipereutectoi&e

(aprox 4 : *), aliate cu *r (46B 4@ :), cu conţinuturi foarte scă'ute &e

impurităţi (sulf i fosfor) obţinut e0entual prin tratarea sub 0i& (0) Alierea cu $i

nu este a&misă &eoarece acesta mărete cantitatea &e austenită re'i&uală !entru

creterea călibilităţii se practică alierea cu Mn i Si în limitele obinuite pentru

oţelurile &e construcţii &e maini

*aracteristicile impuse acestor oţeluri sunt &uritate, stabilitate

&imensională în timp, re'istenţă la oboseală &e contact Aceste caracteristici se

asigură în principal prin tratament termic, care constă în

- normali'are pentru &istrugerea reţelei &e cementită secun&ară2

- recoacere &e globuli'are a cementitei, &upă care &uritatea &e 4CB "BB

#/ permite prelucrarea prin &eformare plastică i prin ac%iere2

- călire &e la o tempetură &e CBB C"B O*, cu răcire în ulei, continuată cucalirea sub 'ero2

- re0enire joasă la 4B O*, care asigură &uritatea maximă (aprox @" #F*) i

re'istenţa la oboseală &e contact Aceste caracteristici sca& foarte repe&e cu

creterea temperaturii &e re0enire

7.'.3 &ţeluri pentru scule

4E



<upă &estinaţie, sculele se clasifică în scule ac%ietoare, scule &e lo0ire -

matriţare i instrumente &e măsură

A. &ţeluri pentru scule aşc,ietoare

Ac%ierea este un proces complex care &ă natere unor puternice forţe &e

frecare între materialul prelucrat i sculă, frecare ce &etrmină încăl'irea sculei

Acest fenomen poate con&uce la creterea temperaturii ei până la temperaturi mai

mari &e BB @BB O*

!entru a re'ista acestor con&iţii &e lucru, materialele sculelor ac%ietoare

trebuie să aibă următoarele proprietăţi

- &uritate mare (cel puţin @B #F*) pentru a se asigura capacitatea &e tăiere i

re'istenţa la u'ură2

- tenacitate pentru a se asigura re'istenţa la solicitările cu oc (în ca'ul

ac%ierii &iscontinue)2

- re'istenţa la u'ură pentru a se asigura &urabilitate ri&icată2

- stabilitate la cal& pentru a se asigura &uritatea la temperaturi ri&icate

<uritatea se obţine prin călire2 la oţelurile carbon &e scule călibilitatea este

re&usă (6 C mm)

enacitatea se obţine printr-un tratment termic corect i prin folosirea unor

oţeluri cu puritate ri&icată

Fe'istenţa la u'ură este &eterminată &e &uritate

Stabilitatea la cal& se obţine, exclusi0 prin aliere Astfel oţelurile carbon &escule pre'intă stabilitate până la temperatura &e 4CB "BO*2 prin aliere cu min

4 : elemente ca *r, +, , Mo se asigură stabilitate până la temperatura &e BB

@BB O* Stabilitate până la temperaturi foarte ri&icate &e EBB 4BBB O* se asigură

prin utili'area unor materiale speciale aliaje &ure cu care se reali'ea'ă încărcarea

prin su&are a părţii acti0e a sculei ac%ietoare, carburi metalice &in care se

reali'ea'ă prin sinteri'are Lplăcuţe cu care se armea'ă sculele a

"B



!entru confecţionarea sculelor ac%ietoare se utili'ea'ă următoarele oţeluri

oţeluri carbon &e scule, oţeluri slab aliate &e scule, oţeluri înalt aliate &e scule

Mărcile &e oţeluri carbon &e scule sunt OS* 8, OS* C, OS* CM, OS* 4B,

OS* 44, OS* 46 - SAS 48BB Sunt oţeluri carbon &e scule (S) &e calitate (*)

eutectoi&e sau %ipereutectoi&e <in aceste oţeluri se confecţionea'ă scule

ac%ietoare utili'ate la 0ite'e &e ac%iere mici Sculele se călesc pătruns în apă

cân& au &iametrul mai mic &e 4B 4" mm ;a &iametre ale sculelor &e 4 6BB

mm mie'ul rămâne moale, situaţie fa0orabilă în ca'ul unor scule solicitate cu oc

(&ălţi)

!rin alierea corespun'ătoare la oţelurile slab aliate de scule se mărete

călibilitatea i stabilitatea la cal& până la temperatura &e "CB O* Aceste oţeluri

sunt aliate cu 4 " : (@ :) cu elemente ca Mn, *r, +, , &e exemplu Mn*r+

47, Mn 4C, *r+ "B - SAS 6@44 (conţinutul &e carbon este &e BC 46 : i nu

se mai trece în simboli'are)

Oţelurile înalt aliate pentru scule (6C 77 : *r, 4C : +, 4 7 : ,

aprox B6 : Mo i *o până la :) sunt oţelurile rapi&e (Fp4, Fp", Fp6, Fp,

FpE, Fp4B - SAS 86C"2 cifra repre'intă numărul &e or&ine al mărcii) care au

stabilitate până la temperatura &e B @B O* i &in care se execută scule

ac%ietoare ce se pot folosi la ac%ierea cu regimuri &e lucru intense (0ite'e mari

&e ac%iere) Stabilitatea termică a acestor oţeluri este &ată &e particularităţile

transformărilor structurale

Aceste oţeluri sunt oţeluri le&eburitice, în stare turnată a0ân& structura

formată &in carburi primare, le&eburită i austenită ?n 0e&erea &eformării plasticese aplică o recoacere &e globuli'are (înmuiere) la temperatura &e 8"B 8B O* cu

răcire foarte lentă *ălirea se execută &e la temperatura &e 4"@B 46BB O* în ulei

*a urmare a faptului că austenita obţinută este foarte bogată în elemente &e aliere,

prin &i'ol0area unei cantităţi mari &in carburile primare, &upă călire structura 0a

conţine un procent foarte ri&icat ( peste 6B :) austenită re'i&uală Fe0enirea

(reali'ată la temperatura &e @B EBO

*, timp &e o oră cu răcire rapi&ă în ulei, în&ouă - trei cicluri &e tratament &e re0enire) are ca scop transformarea austenitei

"4



re'i&uale în martensită Astfel &upă re0enire &uritatea crete la @7 @ #F*, &e

la @" @6 #F* cât este &uritatea &upă călire

B. &ţeluri pentru scule de loire matriţare

<upă con&iţiile &e lucru ale sculelor, aceste oţeluri se clasifică în oţeluri folosite la scule pentru &eformarea plastică la rece i oţeluri folosite la scule pentru &eformarea plastică la cal&!rincipalele tipuri &e scule folosite la deformarea plastică la rece sunt matriţele,

poansoanele &e perforare, filiere etc Oţelurile utili'ate pentru astfel &e scule trebuie să aibă&uritate ri&icată, re'istenţă la u'ură i tenacitate ?n mo& curent pentru sculele &in aceastăcategorie se folosesc oţelurile cu BC 4" : * călite i re0enite la temperaturi joase, astfel încâtsă aibă o &uritate &e C @B #F* !entru con&iţii &e lucru uoare se folosesc oţeluri carbon iar

pentru con&iţii &e lucru mai grele oţeluri aliate cu *r, Mo, , + cu conţinutul &e crom &e laaprox 4 : la cel mult 8 :, ca &e exemplu marca *r 8 !entru con&iţii &e lucru foarte grelesunt utili'ate oţeluri &in clasa le&eburitică cu mai mult &e 4 : * i peste 44 : *r ca &eexemplu mărcile *r 4"B, Mo*r4"B

!rincipalele scule pentru deformarea plastică la cald sunt matriţele Oţelurile pentrumatriţe trebuie să aibă tenacitate ri&icată, re'istenţă la u'ură la temperaturi ri&icate i călibilitateri&icată ?n funcţie &e con&iţiile &e lucru se pot folosi fie oţeluri carbon cu B6 B8 : *, fieoţeluri cu B6 B8 : * aliate cu cel mult E : *r ( în mo& curent cel mult 6 : *r) cu până la7 : $i i cu B4 B@B : Mo Feţetele acestor oţeluri conţin i până la : +, până la B : i circa 4 : Si, ca &e exemplu Mo*r$i4, Mo*r$i 48, *r+ C Aceste oţeluri sunt calitei re0enite la BB @BB O*

C. &ţeluri pentru instrumente (aparate) de măsurăAparatele &e măsură trebuie să aibă &imensiuni i forme cât mai precise , stabile în timp

i să pre'inte re'istenţă la u'ură !entru confecţionarea lor sunt utili'ate atât oţeluri carbon cât ioţeluri aliate, conţinutul &e carbon al acestor oţeluri fiin& cuprins între BC 4 : ?n mo&curent sunt utili'ate oţeluri &in categoria oţelurilor pentru scule ac%ietoare foarte folosit fiin&oţelul *r+ "B ratamentul termic al acestui oţel constă în călire &e la CBB C" O* ire0enire joasă la 4B "6B O* <upă tratament &uritatea este &e @B @6 #F* ?n 0e&ereastabili'ării &imensiunilor &upă călire i re0enire, piesele se supun unei încăl'iri prelungite (4B 6B ore) la 4"B 48B O* !entru a mării re'istenţa la u'ură aceste piese sunt cromate &ur

7.'.# &ţeluri şi aliae pe "a!ă de fier cu proprietăţi speciale

<in această categorie fac parte aliaje cu proprietăţi termice speciale, aliaje

cu re'isti0itate mare, oţeluri i aliaje pe ba'ă &e fier cu proprietăţi magnetice

speciale, oţeluri cu mare re'istenţă la u'ură, oţeluri i aliaje re'istente la coro'iune,

stabile la cal&, refractare i oţeluri re'istente la temperaturi scă'ute

A. &ţeluri şi aliae cu proprietăţi termice speciale<in această categorie fac parte aliajele care, în anumite inter0ale &e temperatură au coeficient &e &ilatare

foarte mic 1n astfel &e aliaj numit >$AF este aliajul fier - nic%el cu aproximati0 68 : $i i până la B6 : * careare până la 4BB O* un coeficient &e &ilatare practic nul Se folosete la fabricarea instrumentelor &e măsură care nutrebuie să-i sc%imbe &imensiunile la 0ariaţia temperaturii (etaloane &e lungime, pen&ule, aparate geo&e'ice etc)<acă la in0ar se a&augă 4B 4" : *r se obţine 5;>$AF1; &eosebit &e re'istent la coro'iune i cu mare

""



elasticitate Aliajul fier - nic%el - carbon cu peste B6 : * i 7" 7C $i se numete !;A>$>2 are coeficient &e&ilatare egal cu al platinei i al sticlei

B. Aliae pe "a!ă de fier cu re!istiitate ridicată<in această categorie fac parte aliajele pe ba'ă &e fier utili'ate la confecţionarea elementelor &e încăl'ire

pentru cuptoare electrice i pentru reostate ?n general astfel &e aliaje sunt soluţii soli&e i trebuie să pose&ere'isti0itate electrică ri&icată, coeficient &e temperatură al re'isti0ităţii electrice mic, re'istenţă la oxi&are la

temperaturi ri&icate <intre aliajele cu ba'a fier care respectă aceste con&iţii, se exemplifică cu aliajele &enumite35*FA; i *FOMA; 3ecralul este un aliaj 3e -*r - Al care conţine * < B4" :, circa 48 : *r i : Al2 el poatefi utili'at până la 44BB O* *romalul este tot un aliaj 3e-*r-Al cu compo'iţie asemănătoare (*r ≅ "@:) putân& fiutili'at până la temperatura &e 4"BB O* Mărin& conţinutul &e crom până la "8 : i cel &e aluminiu până la C :temperatura maximă &e utili'are poate crete până la 46BB O* ?n aceste ca'uri aliajele 3e - *r - Al pot înlocui bag%etele &e silită &e la cuptoarele electrice

C. &ţeluri şi aliae pe "a!ă de fier cu proprietăţi magnetice speciale<upă proprietăţi i con&iţii &e lucru materialele metalice utili'ate pentru caracteristicile lor magnetice se

împart în materiale magnetice moi, caracteri'ate prin permeabilitate magnetică mare i pier&eri prin %istere'is icurenţi 3oucault mici, folosite pentru mie'uri &e transformator, relee, electromagneţi, rotori i statori &e masinielectrice etc i materiale magnetice &ure care se caracteri'ea'ă prin câmp coerciti0 i energie magnetică mare ?n

această categorie intră materialele pentru magneţii permanenţi<intre materialele ma!netice moi se menţionea'ă fierul pur i aliajele 3e - Si, 3e - $i, 3e - Al - Si i 3e -Al 3ierul pur este folosit la mie'urile i la piesele polare ale electromagneţilor, ecrane magnetice, membranetelefonice etc !roprietăţile magnetice ale fierului pur sunt puternic influenţate &e impurităţi, &e mărimea &e grăuntei &e tensiunile interne Aliajele fier - siliciu sunt utili'ate în principal la obţinerea tablelor pentru transfomator2 eleconţin 6 7 : Si i pre'intă proprietăţi bune &upă texturare Aliajele fier - nic%el sunt folosite pentru a &etectai transmite semnale &e intensitate mică Sunt cunoscute sub &enumirea &e !5FMA;;ON i conţin pînă la CB : $iAliajele fier - siliciu - aluminiu cu E : Si i @ : Al cunoscute sub &enumirea &e A;S>3>5F au proprietăţisimilare pemalloului

<intre alia$ele ma!netice dure pe ba'ă &e fier se menţionea'ă oţelurile pentru magneţi, aliajele 3e - $i - Ali 3e - $i - Al - *o Oţelurile pentru magneţi permanenţi sunt oţeluri cu BE 4B : * călite martensitic!roprietăţile magnetice ale acestor oţeluri sunt îmbunătăţite consi&erabil prin alierea cu 7: *r, cu circa @ : + saucu 7 : *r, 6 : *o i B7 : Mo2 sunt utili'ate ca oţeluri pentru magneţi permanenţi i oţeluri cu 6 : *o, : + i

7 : *r 1n progres important în acest &omeniu s-a obţinut prin folosirea aliajelor 3e -Al - $i cu aproximati0 @6 :3e, 4" : Al, " : $i, cunoscute sub &enumirea A;$> !roprietăţi i mai bune se obţin prin folosirea aliajelor 3e -Al - $i - *o numite A;$>*O cu compo'iţia aproximati0ă @6 : 3e, 4" : Al, 4B : $i i : *o

*. &ţeluri cu re!istenţă foarte mare la u!ură (oţeluri /A*FI+0*)

!iesele care lucrea'ă în con&iţii &e frecare abra'i0ă, la presiuni &e contact

mari i solicitări cu oc cum sunt cupele pentru exca0atoare, ace i inimi &e

maca'e, fălcile concasoarelor etc se reali'ea'ă &in oţeluri austenitice cu înalt

conţinut &e mangan (oţeluri austenitice manganoase) *ompo'iţia c%imică a

mărcilor 4B Mn 4"B, 4BB $iMn 46B, 4"B *rMn 46B - SAS 684C este BE

46 : * i 44 47 : Mn ?n mo& obinuit se folosesc sub formă &e

semifabricate turnate2 &upă turnare structura este formată &in austenită i &in

carburi (3eMn)6* în exces precipitate la limitele grăunţilor <eoarece acestea

alterea'ă re'istenţa i &uctilitatea oţelului, &upă turnare se aplică o călire &e

punere în soluţie &e la temperatura &e 4BB 44BB O* re'utân& o austenită

suprasaturată care pre'intă următoarele caracteristici F m = 64 6 &a$ H mm", A

"6



= " :, . = " :, 4CB ""B #/ !rin &eformarea plastică la rece, ca urmare a

unui intens proces &e ecruisare &uritatea crete foarte mult (la gra&e &e &eformare

&e @B : se ating 0alori ale &urităţii mai mari &e BB #) !rin ecruisare se menţin

caracteristicile &e tenacitate, spre &eosebire &e celelalte materiale re'istente la

u'ură la care creterea &urităţii afectea'ă tenacitatea

*. &ţeluri inoida"ile

!rin oţel inoxi&abil se înţelege, în mo& obinuit, un oţel re'istent la

coro'iunea în atmosferă, în 0apori &e apă, în soluţii &e săruri i &e aci'i etc, a&ică

re'istent la coro'iunea electroc%imică

3ierul pur i oţelurile carbon i slab aliate nu sunt re'istente la coro'iune

Fe'istenţa la coro'iune electroc%imică se asigură prin aliere cu minim 4",

: *r !rin aceasta potenţialul &e oxi&are al oţelului &e0ine electropo'iti0

Oţelurile inoxi&abile sunt, în general, oţeluri inalt aliate atât cu elemente γ -

gene cât i elemente α - gene Structura lor, funcţie &e influenţele cumulate ale

acestor elemente &e aliere este &ată &e &iagrama structurală Sc%aeffler, pre'entată

în figura 88

<in punct &e 0e&ere al elementelor principale &e aliere oţelurile inoxi&abile

se clasifică în oţeluri cu *r i oţeluri *r - $i

Oţelurile ino+idabile cu 'r , se împart, funcţie &e conţinutul &e *r în oţeluri

cu 46, 48 i "8 : *r *onţinutul &e carbon 0aria'ă intre limitele BBC B7 : *

pentru oţelurile *r 46, respecti0 maxim B4 :* pentru oţelurile *r 48 i *r "8

3uncţie &e structura obţinută la răcirea în aer, oţelurile cu *r pot fi

- feritice, &e exemplu mărcile 8 Al*r 46B, C *r 48B, C i*r 48B - SAS

6C6, 4 *r 46B - SAS @C2

- martensitice, &e exemplu "B *r 46B - SAS 6C6, "B *r 46B - SAS

@C

<in exemplele pre'entate re'ultă că, aceste oţeluri la conţinuturi mici &e

carbon (< B4 : *) sunt feritice2 ele nu pre'intă transformări &e fa'ă în stare

soli&ă, moti0 pentru care nu li se pot aplica tratamente termice cu sc%imbare &e

"7



fa'ă2 singura posibilitate &e mo&ificare a &imensiunii grăunţilor este &eformarea

plastică la rece urmată &e recoacere &e recristali'are nefa'ică ;a creterea

conţinutului &e carbon oţelurile &e0in ferito - martensitice sau martensitice2 la

aceste oţeluri se pot aplica tratamente &e călire sau normali'are urmate &e re0enire

joasă

Oţelurile ino+idabile 'r -(i sunt &e regulă oţeluri austenitice care conţin

peste 4C : *r i peste C : $i (reţeta &e ba'ă care &ă i &enumirea &e oţeluri

inoxi&abile austenitice 4C -C) *onţinutul &e carbon este &e BB" B4 : *

Structura la temperatura ambiantă re'ultată la răcirea în aer este &e austenită i

carburi Fe'istenţa la coro'iune este maximă în ca'ul structurilor monofa'ice *a

urmare aceste oţeluri se supun unui tratament termic &e călire &e punere în soluţie,

re'ultîn& o structură monofa'ică &e austenită metastabilă ?n anumite con&iţii

(încăl'ire un timp critic într-un inter0al critic &e temparaturi) carbonul in exces,

&i'ol0at în austenită &ifu'ea'ă la limitele grăunţilor un&e formea'ă carburi &e

crom <eoarece cromul are posibilităţi mici &e &ifu'ie, în aceste 'one se poate

ajunge la concetraţii mai mici &e 4" : *r 1n oţel inoxi&abil austenitic, într-o

astfel &e stare structurală - sensibili'at, intro&us in me&iul &e lucru coro'i0 suferă

un proces intens &e coro'iune care a0ansea'ă la limitele grăunţilor, putân& ca, în

sta&ii a0ansate să se ajungă la pier&erea coe'iunii intre cristale, materialul

&e0enin& friabil 3enomenul poartă numele &e coroziune intercristalină i e0itarea

lui se poate face prin următoarele meto&e

- utili'area unor oţeluri cu conţinuturi foarte mici &e carbon, sub limita

solubilităţii lui în austenită la temperatura ambiantă care este &e BB7 : *2- creterea conţinutului &e *r al oţelului până al " 6B : *r2

- alierea suplimentară a oţelului cu i, $b, a, elemente c%imice cu afinitatea

faţă &e carbon mai mare &ecât a cromului, oţeluri numite stabilizate2

- aplicarea, în ca'ul în care materialul a fost sensibili'at, a tratamentului

termic &e călire &e punere în soluţie

"



F. &ţeluri re!istente la oidarea la cald (oţeluri re!istente coro!iunea

ga!oasă)

!rin oţeluri stabile la coro'iunea ga'oasă sau re'istente la oxi&are la cal& se

înţeleg oţelurile care nu se oxi&ea'ă în ga'e cu temperaturi mai mari &e @B O*,

temperatură &e la care oţelurile carbon obinuite i slab aliate suferă un proces

intens &e oxi&are ?n ca'ul în care solicitările mecanice nu sunt importante,

stabilitatea la coro'iunea ga'oasă este criteriul principal &e alegere al acestor

materiale

Fe'istenţa la oxi&are se obţine prin aliere cu elemente mai uor oxi&abile

&ecât fierul cum sunt *r, Si, Al Aceste elemente formea'ă straturi &e oxi'i

compacte i a&erente capabile să proteje'e oţelul &e acţiunea oxi&antă a me&iului

&e lucru *a urmare se utili'ea'ă oţeluri *r, *r - Si, *r - Si - Al cu structură

martensitică, martensito - feritică sau feritică !rin alierea cu $i corespun'ător

reţetei 4C -C, re'ultă oţeluri austenitice stabile la cal& cu proprietăţi superioare

celor feritice sau martensitice

Aceste mărci &e oţeluri sunt cuprinse în acelei stan&ar&e - SAS 6C6 i

SAS @C, ca i oţelurile inoxi&abile

3ig 8@ <iagrama structurală Sc%aeffler

. &ţeluri refractare

"@



Fefractaritatea este proprietatea materialelor &e a re'ista la &eformare plastică i la ruperesub acţiunea sarcinilor mecanice aplicate la temperaturi ri&icate *a urmare caracteristicilemecanice impuse unor astfel &e oţeluri sunt limita &e curgere la cal& i caracteristicile &e fluaj(limita &e fluaj con0enţională, re'istenţa &e &urată con0enţională) A0ân& în 0e&ere faptul căfenomenele &e fluaj sunt intensificate la temperaturi superioare temperaturii &e recristali'arenefa'ică, toţi factorii care măresc această caracteristică 0or con&uce la creterea refractarităţii

Astfel consi&erân& relaţia lui /oci0ar, rp = G t re'ultă că 0or fi refractare materialele cutemperatura &e topire ri&icată (metalele greu fu'ibile , $b, a, *r, Mo, +) <e asemeneacoeficientul G este &epen&ent &e natura materialului i puritate, &e exemplu G =B" pentru metale

pure, G = B7 pentru materialele metalice &e puritate te%nică, G = B B@ pentru soluţii soli&ecu concentraţie mică i G = B8 BC pentru soluţiile soli&e suprasaturate

Alţi factori &e care &epin&e rafractaritatea metalelor i aliajelor sunt - tipul reţelei cristaline refractaritatea crete cu creterea gra&ului &e compactitate al

reţelei, &eci 0a fi mai mare la metalele i aliajele cu reţea cristalină *3*2- pariculelele &isperse acestea împie&ică &eplasarea &islocaţiilor &eci &eformarea pin

alunecare con&ucân&, &eci la creterea refractarităţii2

- mărimea grăuntelui2 refractaritatea crete, &in aceleai consi&erente, cu creterea&imensiunii grăuntelui realFefractaritatea oţelurilor se obţine prin aliere cu elemente care - se &i'ol0ă în ferită, mărin& temperatura &e recristali'are nefa'ică a aceteia2- precipită sub formă &e carburi sau &e compui intermetalici2- stabili'ea'ă austenitaAceste elemente sunt *r, Mo, +, , $b, a, $i, $ <acă temperataura &e lucru este

mai mare &e @B O* trebuie acor&ată aceai importanţă i re'istenţei la oxi&are<in punct &e 0e&ere structural oţelurile refractare sunt - oţeluri perlitice Sunt oţeluri slab aliate *r -Mo -, cu conţinuturi scă'ute &e carbon

(sunt utili'ate cu precă&ere sub formă &e construcţii su&ate), care pre'intă refractaritate până la

BB CBO

* 5xemple &e astfel &e mărci &e oţeluri sunt 4@ Mo 6, 47 *rMo 7, care suntutili'ate în stare tratată termic astfel încât să se asigure o structură perlitică fină, structurălamelară cu refractaritate mai mare &ecât cea globulară (sorbită &e re0enire)

- oţeluri martensitice Sunt oţeluri cu conţinut scă'ut &e carbon &ar complex aliate cu +,, Mo, $b, i, ca &e exemplu 4B *rMo 4B, 4B *rMo B care pre'intă refractaritate până latemperatura &e @BB @"B O* ratamentul termic aplicat semifabricatelor executate &in astfel&e oţeluri constă într-o călire în aer sau ulei urmată &e re0enire înaltă, la o temperaturăsuperioară celei &in exploatare

- oţeluri ferito - martensitice Sunt oţeluri folosite în mo& obinuit ca oţeluri inoxi&abileca 8 *r 4"B, 4" *r 46B, "B *r 46B care pre'intă refractritate până la @BB 8BB O*

- oţeluri austenitice care pre'intă refractaritate până la 8B O*

/. &ţeluri pentru temperaturi scă!uteOţeluri &estinate lucrului la temperaturi mai mici &ecât cea ambiantă , se impart în funcţie

&e temperatura &e exploatare în - oţeluri &estinate lucrului în con&iţii aspre, caracteri'ate prin temperaturi climaterice

scă'ute, &e la tempeartura camerei până la aproximati0 - @B O*2- oţeluri &estinate lucrului în con&iţii extrem &e aspre &e la temperatura camerei până la

temperaturi sub - CB O*, apropiate &e BI, numite oţeluri criogenice<in prima categorie fac parte oţelurile pentru construcţii metalice i oţelurile pentru

construcţia &e maini &estinate să funcţione'e la temperaturi sub B O* Acestea sunt oţeluricarbon sau slab aliate cu temperatura &e tran'iţie mică

<in categoria a &oua fac parte oţelurile &estinate obţinerii, transportului, &epo'itării iutili'ării ga'elor lic%efiate *aracteristic acestor oţeluri este faptul că ele trebuie să lucre'e într-un &omeniu &e temperaturi larg în care caracteristicile mecanice se mo&ifică substanţial Astfel

"8



cu scă&erea temparaturii caracteristicile &e re'istenţă cresc, &eci re'istenţa la rupere trebuiegarantată la temperatura ambiantă, iar tenacitatea sca&e, fiin& necesară &eci, garantarea ei latemperatura &e lucru

5lementul principal &e aliere care asigură tenacitatea la temperaturi scă'ute este nic%elul*onţinutul în nic%el al oţelurilor , funcţie &e temperatura &e exploatare trebuie să fie &e 6 : $i

pentru temperaturi până la - 4BB O*, : $i pentru temperaturi până la - 47B O* i E : $i pentru

temperaturi până la - "BBO

* !entru temperaturi sub -"BBO

* se folosesc oţeluri austenitice 4C-C;a alegerea mărcii &e oţel &estinată lucrului la o temperatură &ată trebuie să se ţină seama

i &e con&iţiile &e solicitare (statice sau &inamice) <e exemplu oţelul feritic cu @ : $i sefolosete până la - 4BB O* în con&iţiile unor solicitări &inamice i până la -4E@ O* în con&iţiileunor solicitări statice

$ddenda

♦ elemente γ -gene2♦ elemente α-gene2♦ fragilitate la re0enire (re0ersibilă i ire0ersibilă)2♦ oţeluri perlitice2♦ oţeluri feritice2♦ oţeluri austenitice2♦ oţeluri martensitice2♦ oţeluri le&eburitice2♦ oţel carbon2

♦ oţel carbon &e u' general2♦ oţel carbon &e calitate2♦ oţel carbon superior2♦ oţel slab aliat2♦ oţel me&iu aliat2♦ oţel înalt aliat2♦ oţel inoxi&abil2♦ oţel refractar

Teme de casă

4 <efiniţi i explicaţi termenii i noţiunile pre'entate în A&&en&a

" !entru următoarele oţeluri

a) O; 68 "G

b) F*A "

c) O*S "a&) I 74 "b

"C



e) 4B $i 6

f) O;* 4

g) O;* 7

%) 4C Mn*r 4B

i) 74 *r $i 4"

j) 6 Mo*r$i BC

G) 6C Mo*rAl BE

l) O;* 8 A

m) A1 4"

n) OS* CM

o) *r+ "B

p) Fp6

r) 8 Al*r 46B

s) "B *r 46B

t) 4B iMo$i*r 4CB

u) 7B Si*r 4CB

Stabiliţi compo'iţia c%imică (orientati0ă), clasa structurală (justificare),

structura obţinută în urma tratamentului termic final (&iagrama &e tratament

termic), proprietăţile i &omeniile &e utili'are

Documents

Tema Nr 7 - Oteluri Aliate Marci Standardizate