Calirea otelului

Calirea otelului este un tratament termic care consta in incalzirea lui mai sus de temperatura transformarilor de faza, mentinerea la aceasta temperatura pentru finalizarea tuturor transformarilor de faza si racirea cu viteza mare.

In tratamentul de calire,  pe langa factorul viteza  de racire, un rol forate important il au si  elementele de aliere: nichelul, cromul, molibdenul, siliciul, wolframul, vanadiul.

Acest procedeu se realizeaza cu scopul de a obtine proprietatile fizico – chimice dorite: duritate mare sau rezistenta la abraziune.

Temperatura de incalzire pentru calire se alege in functie de necesitatea de a pune in solutie componentii.

Racirea este efectuata cu viteza mai mare decat viteza critica de calire a respectivului otel. In vederea obtinerii acestei structuri sunt calite oteluri carbon si oteluri aliate in care carbonul depaseste 0,15 – 0,20 %.

Continutul de carbon influenteaza temperatura de calire. Intervalul de timp in care piesa de otel este supusa la temperatura de calire este necesar sa fie suficient de mare, pentru a favoriza completa dizolvare a carbonului in austenita.

Medii de racire pentru calirea otelului

Calirea se efectueaza imersand obiectul metalic in diferite medii de racire:

– apa si solutiile apoase care contin fie substante activante (clorura de sodiu, hidroxid de sodiu), fie substante care micsoreaza capacitatea de racire (silicati, glicerina);

– uleiuri vegetale sau minerale;

– bai de saruri sau metale topite, aduse la o temperatura prescrisa;

– gaze (de obicei aer, in mod exceptional hidrogen).

Mediul este ales in functie de compozitia otelului. Trebuie precizat ca anumite oteluri nu permit calirea in orice mediu, exista riscul sa nu obtinem duritatea dorita pentru ca fie se racesc prea repede, fie nu se racesc destul de repede.

Exista doua cerinte principale pe care trebuie sa le indeplineasca mediile pentru calirea otelului:

1. Sa ajute patrunderea calirii cat mai adanc in interiorul piesei, daca este posibil pe intreaga sectiune a acesteia.

2. In timpul procedeului de calire sa nu apara tensiuni interne care sa duca la deformarea sau fisurarea produsului.

Tipuri de calire a otelurilor

Calirea clasica: intr–un singur mediu

Consta in racirea produsului intr-un singur mediu, care poate fi apa, uleiul sau chiar aerul. 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. In timp ce, pentru piese cu sectiuni mai mici de 5 mm, sau din oteluri aliate – mediul utilizat este uleiul.

Dezavantaje: tensiuni termice (intre zone cu sectiuni diferite) structurale (martensita are volumul maxim).

Procedee speciale de calire: pentru eliminarea (partiala) a dezavantajelor calirii clasice

Calirea intrerupta (2 medii: apa – ulei)

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

Calirea in trepte (mentinere pentru egalizarea temperaturii)

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.

Calirea izoterma (pentru obtinerea unei structuri bainitice)

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.

Se aplica la unele piese subtiri din oteluri aliate sau unele oteluri de scule.

Calirea superficiala

Numai pentru exteriorul pieselor care devine dur si rezistent; interiorul ramane tenace.

Calibilitatea este proprietatea unui otel de a se cali in profunzime si este caracterizata prin doua marimi:

1. Capacitatea de calire, exprimata prin duritatea maxima care se poate realiza prin calire, in cazul aliajului respectiv.

2. Adancimea de calire, care reprezinta capacitatea materialului de a forma un strat calit, cu structura martensitica sau semimartensitica, pe o anumita adancime.

 Calibilitatea depinde de compozitia otelului, temperatura de incalzire pentru calire si mediul de calire.

O structura de calire optima este influenta atat de procedeele aplicate, mediile de incalzire si racire, cat si de durata, viteza, temperatura incalzirii si viteza de racire.

Duritatea cea mai mare dupa calire o capata otelul cu cel mai mare continut de carbon.

Deoarece otelul calit devine casant, este necesara aplicarea tratamentului de revenire, in caz contrar avem o piesa din otel dura, dar in acelasi timp foarte fragila.

Articole similare:

Istoria otelului

Ductilitatea otelului

Otel calmat

<< Inapoi