Care sunt parametrii tehnologici ai calirii ( temperatura de incalzire, timpii de mentinere, viteza si mediul de racire)

Care sunt parametrii tehnologici ai calirii ( temperatura de incalzire, timpii de mentinere, viteza si mediul de racire)

Calirea otelurilor consta din incalzirea acestora mai sus de temperatura transformarilor de faza, mentinerea la aceasta temperatura pentru finalizarea tuturor transformarilor de faza si racirea cu viteza mare in scopul obtinerii la temperatura camerei a unor structuri in afara de echilibru, ce asigura duritati si rezistente mai mari otelurilor.

In functie de temperatura de incalzire se disting: - calirea completa

- calirea incompleta.

Figura 132 - Temperaturile optime de incalzire pentru calirea otelurilor carbon

Viteza minima de racire, necesara pentru subracirea austenitei pana la transformarea martensitica, se numeste viteza critica de calire. Viteza de racire se obtine prin utilizarea diferitelor medii de racire.

La racirea pentru calire a unui otel intr-un mediu lichid, se disting trei perioade ce se caracterizeaza prin viteze de racire diferite: - perioada de fierbere cu camasa izolatoare termica; - perioada de fierbere cu bule;

- perioada schimbului de caldura prin convectie. La suprafata viteza de racire este maxima, iar in centru este minima.

Calibilitatea, ca si Vcr de racire, depind de viteza de transformare a austenitei si, ca urmare, de pozitia curbelor TTT. Pentru adancimea de calibilitate se considera stratul cu zona de 50% martensita si 50% troostita.

Influenta asupra calibilitatii au: - compozitia chimica a otelului - continutul de carbon si de elemente de aliere,- tipul mediului de racire.

Otelurile aliate au o calibilitate mai mare decat otelurile carbon datorita cresterii prin aliere a stabilitatii austenitei la subracire. Calibilitatea otelurilor carbon depinde de continutul de carbon. Cu scaderea carbonului, calibilitatea scade.

Cu cat mai mare este continutul de carbon din otel, cu atat mai mari vor fi modificarile de volum, ce decurg in timpul transformarii fazice si cu atat mai mare va fi pericolul de deformare si de formare de fisuri, fiind deci, in acest caz, cu atat mai importanta alegerea mediului de racire adecvat.

Curba ideala de racire trebuie sa reprezinte viteza maxima la inceputul racirii, la traversarea intervalului de stabilitate minima a austenitei, si viteza minima la sfarsitul racirii la transformarea martensitica (figura 135).

Figura 135 - Schema regimurilor corespunzatoare diferitelor metode de calire: 1 - calire directa; 2

- calirea in doua medii; 3 - calirea in trepte; 4 - calirea izoterma; 5 - regimul ideal de racire;

Cea mai simpla metoda de calire este cea cu un singur mediu de racire (calirea directa), in care piesa incalzita este imersata in mediul de racire lichid pana la racirea completa a acesteia.

Pentru piesele din otel carbon cu sectiuni mai mari de 5 mm, mediul cel mai utilizat este apa, iar pentru piese cu sectiuni mai mici de 5 mm, sau din oteluri aliate - mediul utilizat este uleiul.

Pentru scaderea tensiunilor interne se aplica calirea in doua medii, pentru care piesa este racita mai intai in apa pana la 300 - 400 C, iar dupa aceea in ulei pana la temperatura ambianta.

Reglarea exacta a timpului de mentinere a piesei in primul mediu de racire se poate realiza aplicand calirea in trepte (figura 135, curba 3). Prin aceasta metoda, piesa este racita rapid intr-o baie de saruri cu temperatura putin superioara (cu 30-50 C) temperaturii de transformare martensitica Ms, mentinerea la aceasta temperatura pana la uniformizarea temperaturii in intreaga sectiune a piesei si racirea finala in aer. Transformarea martensitica se produce la o viteza lenta, in aer, fapt ce duce la scaderea puternica a tensiunilor interne din piesa.

Spre deosebire de calirea in trepte, la calirea izoterma, otelul este mentinut in bai pana la incheierea transformarii izoterme a austenitei. Temperatura baii de saruri este de obicei 250-350 C. Ca urmare a calirii izoterme se obtine o structura bainitica cu duritate de 45-55 HRC pastrandu-se plasticitatea si tenacitatea la valori ridicate. Durata mentinerii se stabileste cu ajutorul diagramelor de transformare izoterma a austenitei.

Calirea cu autorevenire se aplica in cazul tratamentului termic al unei scule de tipul daltei sau ciocanului pentru care trebuie sa se imbine o duritate ridicata cu o tenacitate ridicata. In acest caz, piesele sunt mentinute in baia de calire nu pana la racirea integrala. Datorita caldurii zonelor interioare are loc o reincalzire a zonelor exterioare pana la o temperatura corespunzatoare revenirii.

In structura otelului, calit la temperatura camerei, exista o oarecare cantitate de austenita reziduala. Pentru diminuarea austenitei reziduale din structura se aplica tratamentul la frig.Tratamentul la frig consta din racirea otelului sub 0 C pana la temperatura de sfarsit de transformare martensitica Mf (de obicei sub -75 C), adica in gheata uscata in amestec cu alcool. Tratamentul la frig trebuie efectuat imediat dupa calire pentru a evita stabilizarea austenitei.