Cum se clasifica elementele de aliere din oteluri in functie de influeanta lor asupra diagramei Fe-C

Cum se clasifica elementele de aliere din oteluri       in functie de influeanta lor asupra diagramei F_e-C

Elementele de aliere reprezinta acele elemente chimice care se introduc voit in structura otelurilor in scopul modificarii structurii si proprietatilor acestora din urma. Ca urmare, otelurile ce contin elemente de aliere se numesc oteluri aliate. Astfel, daca continutul de siliciu depaseste 0,4 % sau cel de mangan 0,8 %, acestea se considera de asemenea elemente de aliere.

Elementele de aliere interactioneaza cu fierul si carbonul formand diferite faze:

Ferita aliata - solutie solida de element de aliere in fier

Austenita aliata - solutie solida de element de aliere in fier

Cementita aliata - solutie solida de element de aliere in cementita sau, in cazul depasirii unei anumite limite a elementului de aliere - carburi speciale.

Daca se analizeaza cu ajutorul diagramelor binare fier - element de aliere cum influenteaza elementele de aliere asupra largirii domeniului (austenita aliata) sau, invers, asupra micsorarii domeniului si respectiv cresterea domeniului (ferita aliata), atunci elementele de aliere pot fi impartite in urmatoarele doua mari grupe:

Gama-gene - cele care maresc domeniul si fac posibila, daca dispare cu totul domeniul , obtinerea de austenita aliata la temperatura camerei, caz in care se numesc oteluri austenitice. In aceasta categorie intra Ni, Mn, Co, Cu, C, N.

Alfa-gene - cele care maresc domeniul si fac posibila obtinerea de ferita aliata, otelurile numindu-se feritice. In aceasta categorie intra Cr, Si, Al, Mo, V, Ti, W, Nb, Zr.

Daca alierea otelului presupune o combinatie de elemente gama-gene si alfa-gene, atunci otelurile vor contine si austenita si ferita aliate, iar otelurile se vor numi ferito-austenitice.

In majoritatea otelurilor de constructie principala componenta structurala la temperatura de exploatare este ferita, care apare intr-un procent de cca. 90%. De aceea proprietatile otelurilor depind in mare masura de proprietatile feritei aliate. Cu cat va fi mai mare diferenta dintre razele atomice ale fierului si elementelor de aliere, cu atat mai mare va fi distorsionarea retelei cristaline si deci cu atat mai mare va fi duritatea feritei, rezistenta sa, iar plasticitatea si tenacitatea mai scazute.

In figura 98 se observa faptul ca principalele elementele de aliere cresc duritatea feritei. Cromul si mai ales nichelul practic nu micsoreaza tenacitatea otelului. Nichelul scade puternic pragul de tranzitie ductil-fragil. In plus, nichelul, cromul, manganul si alte cateva elemente care se dizolva in austenita, cresc stabilitatea acesteia la racire, crescand astfel calibilitatea otelului. Cele mai eficiente elemente in acest sens sunt nichelul si cromul, prin introducerea simultana a acestora in structura otelului, adica printr-o aliere complexa. Acesta este motivul, de altfel, pentru care nichelul si cromul reprezinta principalele elemente de aliere ale otelurilor - cresterea calibilitatii, a rezistentei si tenacitatii.

Figura 98 - Influenta elementelor de aliere asupra proprietatilor feritei lent racite (normalizata) si

asupra temperaturii de tranzitie ductil-fragil.

a - duritatea; b - rezilienta; c - temperatura de tranzitie ductil-fragil;