TRATAMENTE TERMICE Curs 2: Operațiile de bază ale TT 1
CUPRINS Operațiile de bază ale T.T. Operația de încălzire Transformarea α γ în cursul încălzirilor rapide, fără menținere Transformarea α γ în cursul încălzirilor cu menținere izotermă Operația de menținere Operația de răcire Transformări structurale la răcire, CCT; TTT Principiul construirii diagramelor CCT; TTT Aplicații practice ale diagramelor CCT; TTT 2
OPERAȚIILE DE BAZĂ ALE T.T. Tratamentul Termic ca proces tehnologic de prelucrare la cald a produselor metalice, este constituit dintr-o serie de op. care se execută într-o anumită succesiune și care sunt definite și caracterizate prin valoarea unor param. => parametrii tehnologici Operațiile de bază: Principale (înc.; menţ; răcire); Auxiliare anterioare (curăţire, protejare, spălare, ş.a.) Auxiliare ulterioare (curăţire, îndreptare, control, ş.a.) 3
OPERAȚIA DE ÎNCĂLZIRE 40-80% din durata totală a unui ciclu termic determină productivitatea Parametrii: Stabilirea Temperaturii de Încălzire t f reprezintă temperatura după care începe operaţia de menţinere se stabileşte în fc. de temp. pc. critice (A C1, A C3, A Ccem ) şi de tipul TT (recoarece, normalizare, călire, revenire). Stabilirea Vitezei de Încălzire În fc. de legile transmiterii căldurii în piesele metalice, tensiunile remanente, utilajele de înc. v. teoretică l.t.c. v. admisibilă t.r. v. posibilă u.î., mediul î. mărimea încărcăturii 4
TRANSFORMAREA α γ ÎN CURSUL ÎNCĂLZIRILOR RAPIDE, FĂRĂ MENȚINERE Influenţa vit. de încălzire asupra formării γ poate fi studiată cu ajutorul diagramelor de transf. la încălzire continuă, obținute cu ajutorul analizei dilatometrice. Trasate în sist. de coordonate temp. - timp (lg). Curbele reprezintă, pentru fiecare viteză de încălzire indicată în partea de sus a diagramei, diferitele etape ale formării austenitei în cursul încălzirii. 5
Diagrama de transformare la încălzire continuă a oţelului 34 CrMo 4 (0,34 % C; 1,07% Cr şi 0,17 % Mo): Ac 1, Ac 3 temp. de început, respectiv de sfârșit a transformării. 6
TRANSFORMAREA α γ ÎN CURSUL ÎNCĂLZIRILOR CU MENȚINERE IZOTERMĂ În practică, austenitizarea se realizează printr-o încălzire, până la o temperatură determinată, urmată de o menţinere la această temperatură cond. optime de austenitizare (t, τ menţ ), => compromis între o γ omogenă şi o γ cu un grăunte fin, cinetica de transformare a feritei și carburilor în austenită, în cursul menținerii izoterme. Epruvetele sunt încălzite la o temperatură determinată, unde sunt menținute durate diferite; apoi ele sunt răcite rapid și examinate la microscop => diagrame care descriu cinetica transformării. 7
Temperatura, C 1 2 3 4 Diagrama de transformare în condiții izoterme a unui oţel eutectoid normalizat în prealabil la 875 C 8 Timpul, s
CURBELE DE AUSTENITIZARE ALE UNUI OŢEL EUTECTOID C. 1, 2, începutul, respectiv sfârşitul transformării perlitei; C. 3 sfârșitul transformării carburilor, C. 4 limita dintre austenita neomogenă şi cea omogenă. Se observă că formarea austenitei continuă pe parcursul menținerii şi se termină cu atât mai repede cu cât temperatura este mai ridicată. 9
OPERAȚIA DE MENȚINERE are ca scop egalizarea temperaturii (durata de egalizare termică ) şi desăvârşirea proceselor de transformare structurală (durata de transformare ) Parametrii op. de menţinere sunt: temperatura de menținere t f durata de menținere gradul de egalizare (în practică 0,01 0,5) Durata de egalizare termică pentru piese cu grosimi mai mici decât 100mm, încălzite în cuptoare cu gaz sau electrice și pentru piese subțiri încălzite băi de săruri este aprox. ¼ din durata de încălzire 10
OPERAȚIA DE RĂCIRE De modul cum se execută depinde structura care va rezulta (proprietățile produselor) Parametrii: temperatura inițială t ir durata de răcire τ r viteza de răcire v r t ir temperatura la începutul răcirii (~tf) t fr temperatura la sfârșitul răcirii t med temperatura mediului de răcire 11
RĂCIREA ÎN MEDII CARE ÎŞI SCHIMBĂ STAREA DE AGREGARE Reprezentarea schematică a fazelor principale de răcire A. Calefacția B. Fierberea C. Răcire lentă Curba de răcire în medii care își schimbă starea de agregare 12
TRANSFORMĂRI STRUCTURALE LA RĂCIRE Diagramele TTT la răcire în condiţii izoterme diagramele de echilibru => structurile de echilibru ale aliajelor, apar în urma unor răciri foarte lente sunt construite în coordonate temp. conc. => nu pot da informaţii asupra structurilor în afară de echilibru, => răciri mai rapide 2 metalurgişti americani Davenport şi Bain Isothermal transformation diagrams Time-Temperature-Transformation diagramele Timp Temperatură Transformare 13
PRINCIPIUL CONSTRUIRII DIAGRAMELOR TTT continuous cooling transformation (CCT) 14
Reprezentarea schematică a transformării austenitei la răcire izotermă (temperatura constantă t b ) D. austenitizare " răcire cât mai rapidă " temp. de transformare stabilită, t i (sub A R1 ) ol. eutectoid (0,77 % C ), austenitic (t f = t a =A C1 + (30 50) C = 775 800 C t b1 (sub A R1 ) " menţ. τ 1, " răcire în apă (t m = 20 C) duritatea HV şi structura un alt lot de probe din acelaşi ol. eutectoid se răcesc de la t a la t b1 " menţ. timp mai lung τ 2 (τ 2 <τ 1 ), " răcire în apă. se reperă la temp. t b1 : τ 3, τ 4, τ 5,, τ n 15
Duritatea HV Construirea diagramelor TTT (CCT) 1234567 Punctul A 1 Austenită Martensită Perlită C. început de transf. C. sf. de transf. 16
Curba TTT la răcire izotermă a unui ol. eutectoid 17
Influența elementelor de aliere asupra diagramelor TTT Diagrama Timp-Temperatură- Transformare (TTT) pentru două oțeluri: linia roșie pt. un oțel cu 0,4% C în greutate; linia verde pt. un oțel cu 0,4% C în greutate și 2% Mn în greutate. P = perlită, B = bainită M = martensită. 18
19 Diagrama TTT izotermă a oţelului 41Cr4 (42C4) (atlas IRSID, Institut de Recherches de la Sidérurgie Française)
Diagrama TTT la răcirea continuă a oţelului cu 0,25% C; 1,4% Cr; 0,5% Mo; şi 0,25% V 20
Diagrama TTT la răcire continuă a oţelului 42 MnV 7 21
APLICAȚIILE PRACTICE ALE DIAGRAMELOR TTT s-au stabilit noi cicluri de tratamente termice, comportând mențineri izoterme la temperaturi convenabil alese; s-au putut efectua transformări care să ducă la obținerea unor structuri uniforme în toată masa piesei, => str. perlitice sau bainitice. uniformizarea temperaturii în tot volumul piesei, pentru a se evita deformările și fisurile în timpul transformării martensitice. Recoacerea izotermă (perlitică) asigură obținerea de structuri uniforme în tot volumul produselor, cu o durată a ciclului scurtă => bună prelucrabilitate, la produsele forjate. se pot stabili intervale de temperaturi optime, pentru ca durata ciclului să fie minimă. 22
1. Care sunt operațiile de bază ale T.T.? 2. Operația de încălzire RECAPITULARE Principale (înc.; menţ; răcire); Auxiliare anterioare (curățire, protejare, spălare, ş.a.) Auxiliare ulterioare (curățire, îndreptare, control, ş.a.) Transformarea α γ în cursul încălzirilor rapide, fără menținere Diagr. de Transf. la Înc. Cont. Transformarea α γ în cursul încălzirilor cu menținere izotermă 3. Operația de menținere Durata de egalizare termică Durata de transformare Diagr. de Transf. la Înc. Izotermă 4. Operația de răcire Transformări structurale la răcire, CCT; TTT Principiul construirii diagramelor TTT Aplicații practice ale diagramelor CCT; TTT 23
SFÂRȘIT 24