Cuptoare pentru recoacere, calire, maleabilizare, reincalzire,
otelire
Otelul este un aliaj din fier si carbon, unde procentul de carbon
se regaseste in limitele normale de 0,02% si 6,5%. Carbonul, in
functie de fazele prin care trece, se regaseste in diferite
interstitii sau modificari cristaline, care sunt diferit de mari si
care cauzeaza diferite distorsiuni ale retelei atomice. Deseori se
aliaza si cu alte metale cum ar fi cromul, cobaltul, manganul, etc.
care modifica de asemenea structura otelului si a retelei atomice.
Fierul pur se afla de la temperatura ambianta pana la temperatura
de !!"C in structura cristalina cubica cu #olum centrat $faza &
si se mai numeste si ferita.'a temperaturi mai inalte, intre !!"C
si !(2"C este in structura cristalina cubica cu fete centrate $faza
)& care se numeste si austenita si care intr*un inter#al foarte
mic formeaza o retea cristalina cubica cu #olum centrat numita si
faza + sau +Fe. n functie de reteaua cristalina, carbonul se
regaseste fie in forma tetraedrica sau octaedrica a retelei
cristaline a fierului, care au marimi diferite si care la
inmagazinarea atomilor de carbon duce la diferite distorsiuni ale
structurilor cristaline - atomice. Cu cat distorsiunile sunt mai
puternice, cu atat otelul este mai calit. 'a racirea lenta a
otelului dupa turnare, structura cristalina sufera transformari si
trece in diferite faze cum ar fi faza de formare a austenitului, a
feritului si faze mite. Carbonul migreaza in timpul transformarii
pe pozitia cea mai fa#orabila a structurii. Capacitatea de
absorbtie a structurii cristaline a fierului este limitata iar cand
la racire se atinge solubilitatea maima de carbon in otel, se
produc separari de cementita, Fe (C sau separari de grafit. /n
amestec de ferita cu cementita se numeste perlita. 'a un continut
mai ridicat de carbon in fier se formeaza ledeburita, o faza de
amestec dintre austenita si cementita. ceste faze sunt descriese in
1Diagrama de ecilibru fier*carbon1 aici o prezentare mai
simpla3
4ropriatatile otelului cum ar fi duritatea sau tenacitatea se
determina in functie de distorsiunile structurii cristaline cat si
a eliminarii si marimi cristalitelor. 4rin diferite procese
termice, se pot modifica dupa bunul plac proprietatile otelului. oo
7ermo 8stems #a ofera tenologia si o #arietate de cuptoare
industriale pentru recoacere, maleabilizare, calire, re#enire,
durizare, calirea suprafetelor prin carburare, carbonitrare,
nitrare si nitrocarburare. 9ajoritatea cuptoarelor sunt ecipate cu
elemente de incalzire 9oldaterm:.
Tratamente termice de maleabilizare si recoacere a otelului in
cuptoare
'a recoacere, incalzire se are in #edere aducerea la o anumita
temperatura a piesei de prelucrat dupa care se urmareste o racire
lina. n acest fel se pot urmari mai multe obiecti#e cum ar fi3
Maleabilizarea totalaunde se urmareste marirea cristalitelor care
au ca efect micsorarea rezistentei si a duritatii materialului, de
dorit in anumite cazuri particulare. Recoacerea de
detensionare are loc la temperaturi mici cuprinse intre
;<0"C si 6<0"C si are ca scop inlaturarea tensiunilor din
piesa prelucrata, tensiuni care se formeaza la deformari mecanice
sau la di#erse prelucrari. De altfel nu are loc modificarea
proprietatilor otelului. Recoacerea de omogenizare dureaza
pana la 2 zile, are loc la temperaturi ridicate intre !050"C
si
!(00"C si are ca rol o impartire egala, in structura cristalina, a
atomilor straini. =iteza de racire stabileste formarea fazelor cat
si a proprietatilor otelului. 4rin recoacerea de rectristalizare
se intelege re#enirea la formele cristaline initiale unei
deformari la rece. 4rin acest procedeu se incalzeste piesa la
temperaturi putin peste temperatura de recristalizare de obicei la
temperaturi intre 550" si >00"C. 7emperatura de recristalizare
depinde de material si de gradul de deformare. Recoacerea de
normalizare a otelurilor este una din principalele procedee de
prelucrare la cald. re ca obiecti# formarea unei structuri fine de
cristalite, care sunt impartite egal peste piesa. 'a oteluri cu
continut mai ridicat de carbon, temperatura de recoacere este putin
sub <00"C? la oteluri cu continut mic de carbon, temperatura
pentru recoacerea de normalizare creste pana la 50"C.
'a recoacerea de inmuiere $globulizare& se urmareste
reducerea difuziunilor de cementita si perlita, pentru a reduce
rezistenta si duritatea otelului astfel incat sa se poata efectua
mai usor deformari plastice si mecanice. 7emperaturile obisnuite
sunt cuprinse intre 6<0"C*><0"C. oo #a ofera pentru toate
aceste tratamente termice, cuptoare pentru caliri continue si
discontinue, in #ederea deser#irii in conditii de eploatare
atmosferice cat si a cuptoarelor cu #acum.
cuptor pentru recoacere de normalizare cuptor pentru maleabilizarea
sarmelor de otel
Calirea otelului
Otelirea in cuptorul de calire
'a operatiunea de calire a otelului nealiat se incalzeste in prima
faza piesa ce urmeaza a fi prelucrata, la o temperatura intre
<00"C*00"C, daca e cazul unui otel cu continut scazut de carbon,
si cu continut mare de austenit. 'a otelurile aliate, temperaturile
pot a#ea #ariatii inseminate. 4entru a impiedica coroziunea se
insufla in cuptor gaz eoterm. @otermele se pot obtine cu un
generator de gaze, care se genereaza din idrocarburi si mai
contine pe langa CO si A 2, B2, CO2 si A2O.
enerator pentru obtinerea de gaze eoterme
Dupa maleabilzare, otelul se #a raci - cali rapid pentru a
impiedica o migrare a atomilor de carbon pe structuri mai
con#enabile, acesta deoarece #iteza de difuziune a atomilor de
carbon de#ine destul de mica pentru a mai permite un scimb a
structurii, respecti# a retelei atomice. 8tructura cristalina a
fierului se modifica totusi la temperatura scazanda astfel
formanduse martensita sau asa zisa transformare martensitica,
denumit si otel martensitic. Din cauza defectelor in structura si a
tensiunilor, martensita este casanta, foarte dura si aspra dar si
greu deformabila. 'a piese groase sunt necesare sesiuni de racire
inalte pentru a permite calirea lor. n practica piesele se racesc
in ulei sau bai cu apa. Cea mai efecti#a este calirea in apa
deoarece apa are proprietatea de a a dispersa bine caldura.'a
scufundarea in baia de apa se formeaza in prima faza pe suprafata
piesei un strat de abur, rau dispersor de caldura, acest fenomen
numinduse si 1@fect 'eidenfrost1. 7rebuie urmarit ca piesa sa fie
in asa fel scufundata ca licidul sa aibe un contact pe toata
suprafata sa. lternati# se pot folosi si diferite solutii
polimerice care se pot adauga la baia de calire. ncalzirea pieselor
se poate efectua in cuptoare transportoare actionate cu lant sau
cuptoare actionate cu role transportoare $con#eioare&, piesele
cazand sau alunecand la capatul acestora in baia de calire sau mai
pot ajunge si intr*un cuptor cu ota la care incarcarea se face de
jos in sus permitand astfel o e#acuare rapida a pieselor de
dimensiuni mari.
cuptor de calire cu ota cuptor de calire actionat cu lant cuptor de
calire prin #acum
8i cuptoarele cu #acum sunt folosite in procesele de calire.
Depresiunea creata impiedica oidarea respecti#e re#enirea
suprafetei pieselor prelucrate.
Spalarea pieselor
Dupa calirea in ulei sau emulsii este necesara o spalare a pieselor
inainte de a intra in cuptorul de maleabilizare. Firma oo #a
prezinta o gama intreaga de astfel de masini de spalat totodata
eistand si posibilitatea integrarii masinilor de spalat in cuptoare
de calire. stfel toti acesti pasi cum ar fi incalzirea, calirea,
spalarea si re#enirea se pot face cu o singura instalatie.
8palarea dupa calire
Maleabilizarea sau revenirea otelului in cuptoare de revenire
Dupa calirea otelului acesta de#ine foarte dur, dar si foarte
casant. cest efect se poate contracara prin reincalzirea piesei. 'a
inter#alul de temperatura de sub !00"C, rezulta o imbogatire cu
atomi de carbon in zona cu defecte ale structurii atomice a
otelului martensitic. 'a temperaturi intre !00"C si 200"C atomi de
carbon incep sa migreze din pozitiile nefa#orabile ale structurii.
ncepe eliminarea de cementita. 'a continuarea cresteri temperaturii
acest process se amplifica. 4este temperatura de (20"C practic toti
atomii de carbon parasesc pozitiile nefa#orabile ale structurii iar
la temperatura de ;00"C nu mai au loc scimbari la ni#el structural
iar otelul de#ine moale. 'a otelurile aliate cu crom, #anadiu,
molibden si olfram, duritatea ia amploare in acest inter#al de
temperatura cand se fac cedari de carbizi.Calirea secundara este
importanta pentru prefabricate, deoarece trebuie sa isi pastreze
duritatea si la temperaturi inalte. n general odata cu cresterea
temperaturii de maleabilizare - re#enire scade si duritatea
otelului. 'a contact cu aerul ia nastere o oidare a suprafetei,
care are ca efect decolorarea piesei. 7impul necesar
maleabilizarii-re#eniri este in functie de #olumul si masa
piesei.
4