Modelarea proprietatilor otelului. Principii teoretice

Modelarea proprietatilor otelului. Principii teoretice

Figura VIII. 5. Evolutia proprietatilor mecanice ale otelului cu continutul de C

Rezistentele mecanice ale otelului pot fi de asemenea crescute prin obtinerea unei structuri continand granule mai fine de perlita; pentru aceasta este necesara reducerea dimensiunilor initiale ale granulelor de austenita, prin utilizarea unei temperaturi reduse de obtinere.

Controlul vitezei de racire a otelului ofera o modalitate de modelare a structurii intime a grauntilor cristalini.

Astfel, cu cresterea vitezei de racire in timpul reactiei de transformare a austenitei in perlita, se micsoreaza distanta pe care atomii pot sa difuzeze (difuzia este cu atat mai intensa cu cat temperatura este mai ridicata).   

În fapt, transformarea consta in separarea in straturi paralele a unui compus mai bogat in fier - ferita si unul mai bogat in carbon - Fe₃C.

Aceasta separare se bazeaza pe difuzia atomilor din austenita. Straturile paralele de ferita si cementita vor fi din ce in ce mai subtiri, pe masura ce temperatura scade, fapt ce conduce la o crestere a efectului de armare.

Variatia limitei de curgere a otelului, functie de grosimea lamelelor constituiente ale perlitei, este prezentata in fig. 6.

Temperatura la care are loc transformarea austenitei poate determina grosimea lamelelor de perlita, timpul necesar ca transformarea sa aiba loc si chiar aranjamentul fazelor care apar.

Este de subliniat ca transformarea austenitei - care in diagrama Fe-Fe₃C se desfasoara la 727^oC, necesita o anumita perioada de timp, in care temperatura poate fi schimbata radical din exterior. Astfel, scaderea temperaturii de transformare determina micsorarea continua a grosimii lamelelor perlitei, datorita micsorarii capacitatii de difuzie.

Este posibila imbunatatirea proprietatilor otelurilor prin alierea cu alte elemente.

Efectele generale produse de elementele de aliere sunt prezentate in continuare:

un element de aliere intrand intr-o solutie solida va creste rezistenta otelului. O crestere a continutului de C va conduce la o crestere a rezistentei dar si la o pierdere importanta a ductilitatii acestuia. Majoritatea elementelor de aliere utilizate in oteluri cresc rezistenta acestuia fara a diminua semnificativ ductilitatea;

elementele de aliere modifica temperatura de transformare a Fe in Fe. Cr si Si ridica acesta temperatura de transformare, iar Ni si Mn o coboara. Vor fi deci transformari similare si in cazul otelurilor. Este de subliniat ca o cantitate mare de elemente de aliere in otel, conduce la eliminarea unor transformari de faza, astfel incat otelurile pot deveni in intregime feritice sau in intregime austenitice.

elementele de aliere pot forma carburi stabile. Mn, Cr, sunt cateva exemple de elemente care au o tendinta puternica de a forma carburi; multe din aceste carburi au o duritate foarte mare;

elementele de aliere pot provoca distrugerea cementitei, cu aparitia grafitului in structura otelului. Ni si Si au aceasta tendinta si de aceea nu sunt folosite ca elemente de aliere in otelurile cu continut ridicat de C;

elementele de aliere pot imprumuta din caracteristicile lor otelurilor. Astfel, Cr care este un metal rezistent la coroziune, este folosit pentru realizarea otelurilor rezistente la coroziune, in adaosuri de peste 12%.