UNIVERSITATEA TEHNICA

1
UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ NAPOCA
FACULTATEA DE INGINERIA MATERIALELOR SI A
MEDIULUI BODEA MARIUS CURS DE MATERIALE - I
CURS 10 TRATAMENTE TERMICE
2
STRUCTURILE OBTINUTE TRATAMENTE TERMICE
TRATAMENTE TERMICE procedee tehnologice constând
din încalziri, mentineri la anumite temperaturi
si raciri în anumite conditii pentru
îmbunatatirea unor proprietati prin modificarea
structurii.
Efectul marimii de graunte Otelurile cu
granulatie fina promoveaza formarea feritei si
perlitei la transformarea austenitei la racire.
Micsorarea granulatiei, deplaseaza diagrama TTT
spre stânga. Ca urmare, creste viteza critica de
calire cu scaderea granulatiei. Efectul
carbonului Cresterea C deplaseaza diagramele de
transformare spre dreapta (creste calibilitatea,
scade viteza critica de calire) si micsoreaza
temperatura Ms Efectul elementelor de
aliere Cresterea în elemente de aliere
deplaseaza curbele de transformare spre dreapta,
maresc calibilitatea, micsoreaza viteza critica
si modifica forma curbelor (S dublu, domeniul
bainitic separat), controlul structurilor
bainitice mai precis.
3
STRUCTURILE OBTINUTE TRATAMENTE TERMICE
4
STRUCTURILE OBTINUTE TRATAMENTE TERMICE
5
STRUCTURILE OBTINUTE TRATAMENTE TERMICE
BAINITA amestec mecanic de ferita suprasaturata
cu C si carburi foarte fine. Detaliile
microstructurii bainitice nu sunt vizibile la
microscopul optic. Microscopie SEM sau TM.
Structurile bainitice (intermediare între cele de
tip perlitic si martensitic) Bainita superioara
microstructura asemanatoare troostitei , se
obtine prin RacireMentinere izoterma la
temperaturi cuprinse între 400-450?C. Are
duritate cca. 450HB. Bainita inferioara
microstructura asemanatoare martensitei de
revenire, se obtine prin RacireMentinere
izoterma la temperaturi cuprinse între 250-350?C.
Are duritate cca. 550HB. Viteza de racire pentru
obtinerea structurilor bainitice depinde de
compozitia chimica a otelului si marimea
grauntelui austenitic. Majoritatea elementelor de
aliere deplaseaza diagrama la racire continua
spre dreapta, micsorând vitezele critice de
calire.
6
STRUCTURILE OBTINUTE TRATAMENTE TERMICE
BAINITA amestec mecanic de ferita suprasaturata
cu C si carburi foarte fine. Detaliile
microstructurii bainitice nu sunt vizibile la
microscopul optic. Microscopie SEM sau TM.
7
(No Transcript)
8
Scanning electron microscope (SEM) image showing
granular bainite (GB), upper bainite (UB) and
lower bainite (LB) regions forming in an
elongated prior austenite grain.
9
Scanning electron microscope (SEM) image showing
granular bainite (GB), upper bainite (UB) and
lower bainite (LB) regions forming in an
elongated prior austenite grain.
There is a market requirement (for yellow goods
such as cranes and earth movers) for high
strength, hot rolled steel with high levels of
Charpy toughness and ductility. An important step
in developing the commercial strip steel product
is gaining an understanding of the link between
composition/processing/microstructure and
properties. As strength levels increase the
microstructures change from fine grained ferrite
to bainite and complex mixtures of bainite and
martensite.
In the bainitic high strength strip steels
mixtures of granular, upper and lower bainite are
observed within elongated prior austenite grains.
The toughness is related to the different bainite
phase fractions and the bainitic colony size,
with the formation of different bainite colonies
effectively refining the microstructure and
improving the toughness. The strength levels can
be further increased by the presence of some
martensite in the microstructure. However, at
high strength the presence of inclusions and
large precipitates can give localised
deformation, resulting in reduced bend
performance, and cause low impact toughness
10
Vitezele critice viteza critica inferioara
(curba tangenta la linia de sfarsit al
transformarii) viteza minima la care apare
martensita in structura viteza critica
superioara (curba tangenta la linia de inceput al
transformarii) viteza minima la care intreaga
structura este martensitica (austenita
reziduala)
Otel cu 0,2 C
11

• Factori care influenteaza diagramele de
  transformare
• marimea grauntilor
• de carbon
• în elemente de aliere

The CCT diagram (solid lines) for a 1080 steel
compared with the TTT diagram (dashed lines).
12
(No Transcript)
13
(No Transcript)
14
Rafinarea microstructurii. Gaunti fini
Dupa deformari plastice
Eliminare tensiuni termice
15
Recoacerea pentru recristalizare (fara
transformare de faza) se aplica produselor
metalice prelucrate prin deformare plastica la
rece cu scopul refacerii plasticitatii
materialelor prin eliminarea partiala sau totala
a starii de ecruisare. Aceasta stare se
caracterizeaza prin modificari structurale
(cresterea densitatii de dislocatii, alungirea
grauntilor, micsorarea dimensiunilor blocurilor
în mozaic, marirea unghiului de dezorientare al
acestora), care conduc la marirea
caracteristicilor mecanice (Rm, Rp02 si HB), a
rezistivitatii electrice (?e) si a fortei
coercitive (Hc), precum si la scaderea
plasticitatii (A5) si a permeabilitatii maxime
magnetice (µmax), a rezistentei la
coroziune. Normalizarea este un caz particular
al recoacerii complete, în sensul ca racirea se
face mai rapid (în aer), astfel ca transformarea
perlitica se produce la un grad de subracire mai
mare si perlita rezultata este mai fina. Se
aplica în practica industriala datorita duratei
scurte de tratament. Normalizarea otelurilor ca
tratament primar, se aplica dupa turnare pentru
eliminarea structurii Widmannstatten, dupa
deformare plastica la cald (forjare, matritare,
îndoire, laminare etc.) pentru eliminarea
structurilor în benzi, dupa sudare pentru
finisarea si uniformizarea structurii în cusatura
si în ZIT, dupa tratamente termice incorect
executate etc. Ca tratament termic final,
normalizarea se aplica tablelor groase pentru
fabricarea prin sudare a unor recipienti, vase de
presiune etc. Când normalizarea se aplica
otelurilor cu carbon mai ridicat sau celor slab
aliate, la care cantitatea de perlita lamelara
fina este mai mare, pentru a asigura o mai buna
aschiabilitate, ea este urmata de o revenire
înalta care globulizeaza partial cementita
perlitica.
16
(No Transcript)
17
Fe, C 1.3 (wt) steel, annealed at 1000ºC
An example of a hypereutectoid steel. Upon
cooling from the austenite field, the first phase
to form is cementite on the austenite grain
boundaries. This partitions iron and at the
eutectoid composition pearlite is formed from the
remaining enriched austenite.
18
Calirea într-un singur mediu (apa, ulei), în aer
oteluri autocalibile (Cr-Ni, oteluri
martensitice)

• Dezavantaje
• se genereaza tensiuni termice între zone cu
  sectiuni diferite, înrte suprafata piesei si
  miezul acesteia datorita vitezelor diferite de
  racire.
• se genereaza tensiuni structurale, martensita are
  retea tetraedrica cu volum maxim, variatii de
  volum

19
(No Transcript)
20
(No Transcript)
21
(No Transcript)
22
(No Transcript)