Lucrarea nr.4_____________________________________________________

Lucrarea nr. 4

Metode metalografice pentru determinari cantitative pentru materiale metalice

Noiuni generale

Pe lng caracteristicile mecanice la materialele metalice trebuie cunoscute i alte caracteristici, cum ar fi : mrimea gruntelui austenitic, cantitatea de incluziuni nemetalice, precum i cantitatea de faze i constitueni.

Pentru stabilirea acestora pe cale experimental se folosesc mai multe metode care permit observarea (de obicei succesiv) a mai multor zone din material , iar prin metode statice se generalizeaz observaiile.

1. Determinarea mrimii gruntelui austenitic

Materialele metalice sunt alctuite din gruni cristalini, desprii prin limite de separare numite limite dintre gruni. Numrul grunilor pe unitatea de volum este influenat de anumii factori, cum ar fi : compoziia chimic, procesul de dezoxidare , prelucrarea termic anterioar, temperatura i durata de nclzire.

Dac materialul are mai muli gruni se spune c materialul are o granulaie fin, iar dac are mai puini gruni , se spune c materialul are o granulaie grosolan (grob).

a) Factorii care influeneaz mrimea gruntelui austenitic

Mrimea gruntelui nu este o caracteristic a unui material , ci ea este influenat de urmtorii factori :

1) Compoziia chimic Elementele de aliere din oeluri care formeaz carburi sau cementite aliate au o granulaie fin (gruni muli i mici); deoarece carburile i cementitele aliate mpiedic mecanic creterea grunilor de austenit.

Exemplu : Oelurile aliate pentru scule (Rp-urile ) au granulaia fin, care este pstrat pn la temperaturi foarte nalte (1250-1300 C).

2) procedeul de dezoxidare Oelurile dezoxidate cu Al, V i Ti au o granulaie fin. Aceasta se explic prin faptul c Al, V, Zi formeaz axe (Al2O3; V2O5; TIO2) care se depun la limitele de gruni mpiedicnd creterea grunilor de austenit.

3) Prelucrarea anterioarTratamentul de normalizare sau recoacere la temperaturi joase micoreaz gruntele austenitic.

La oelurile turnate tendina de cretere a gruntelui austenitic este mai mic comparativ cu oelurile forjate.

4.Temperatura i durata de nclzire influeneaz direct, gruntele crescnd la valori mai ridicate ale acestora.

5. Aplicarea tratamentelor fizico-mecanice n timpul solidificrii ? vibrarea cu ultrasunete duce la obinerea unei granulaii fine.

b) Influena mrimii grunilor de austenit asupra proprietilor oelurilor ntr-un oel cu granulaie grosolan exist o suprafa mai mic de limite de gruni i n acest caz proprietile oelului sunt date de proprietile grunilor . Dac oelul are o granulaie fin , suprafaa de limite de gruni va fi mai mare i aceasta va avea o influen mai mare asupra proprietilor oelurilor.

La materialele metalice se urmrete obinerea unei granulaii n funcie de proprietile mecanice i tehnologice dorite, astfel :

1) o granulaie austenitic fin asigur valori de rezisten la rupere ridicate, tenacitate mare, o deformare plastic bun i o tendin de fragilitate la rece sczut, o deformare la clire mic, exfoliere mic , tendin mic de fisurare la clire, tensiuni interne mici la clire, cantiti mici de austenit rezidual.

n schimb, prelucrarea prin achiere (dup normalizare ) este slab , clibilitatea este mic, tendin de formare a petelor moi, comportare la carburare slab.

2) o granulaie austenitic grob asigur o bun prelucrare prin achiere , valori mari ale clibilitii i ale rezistenei la fluaj (fluajul fiind proprietatea materialelor de a se deforma n timp lent i continuu sub aciunea unei sarcini constante), tendin de formare a petelor mai mic , comportare la carburare bun.

Inconveniente : cantitatea de austenit rezidual este mare, deformarea la clire mare, exfoliere la clire puternic ; apar tensiuni interne mari la clire, fragilitate la rece mare, tenacitate mic.

c) Mrimea gruntelui de austenit

la oeluri transformarea perlitei n austenit prezint urmtoarele particulariti:

transformarea este nsoit de o micorare a grunilor;

grunii mai omogeni de austenit cresc cu temperatura .

La oelul la care granulaia a fost mare (gruntele real de austenit a fost mare) viteza de cretere n funcie de temperatur se realizeaz dup curba a (creterea fiind liniar n timp), n schimb la oelul care a avut o granulaie fin , gruntele de austenit are o cretere nensemnat pn la 900-950 C, dup care creterea fiind exponenial (curba b) , gruntele poate crete mai mare dect la oelul cu gruni mari.

Observaie : Gruntele real de austenit este gruntele care se obine n condiiile tehnologice date.

Gruntele ereditar (sau ereditatea) reprezint viteza de cretere a gruntelui real n timpul nclzirii.

Fig.2.1.1. Creterea gruntelui de austenit la nclzire

d) Metode de determinare a mrimii gruntelui austenitic

Evidenierea grunteli austenitic din oeluri se face prin mai multe metode, prin examen metalografic pe probe lustruite i atacate cu reactivi specifici. Astfel, conform STAS 5940-80 punerea n eviden a mrimii gruntelui se face prin nclzirea gruntelui la temperatura de 925 C n diverse condiii care s asigure marcarea limitelor gruntelui existent la temperatura respectiv. Se folosesc dou metode :

1) metoda cementrii se aplic la oeluri cu coninut sczut de carbon (