• Revenirea se aplică întotdeauna după călire.
• Încălzirea produselor călite la temperaturi mai mari de 100°C, dar inferioare punctului AC1, menținere la aceste temperaturi și răcire în anumite condiții.
• Scopul aplicării revenirii este de a atenua nivelul tensiunilor interioare, de a reduce din duritate și a mări tenacitatea.
Considerații generale
• În cursul revenirii are loc difuzia atomică a carbonului (şi azotului), a fierului şi a elementelor de aliere.
• În urma acestor procese au loc modificări structurale care determină modificări ale proprietăţilor şi a stării de tensiuni.
• Structura de călire, care se află în afara echilibrului, va fi înlocuită, în funcţie de temperatura de încălzire şi durata de menţinere, cu o structură mai apropiată de echilibru.
• Revenirea este un tratament termic final şi în funcţie de proprietăţile mecanice necesare în exploatarea produselor, se stabilesc parametrii tehnologici.
• După călire, structura este formată din martensită şi austenită reziduală
• sunt structuri înafara echilibrului, în urma încălzirii şi menţinerii ⇒ în structuri mai apropiate de echilibru.
Stadiile revenirii
1. 80…160°C, precipitarea unei faze bogate în carbon: M → M’ + ε, η
2. 230…280°C, descompunerea austenitei reziduale: A → B’
3. 160…400°C, formarea și creșterea cristalelor de cementită: η, ε →F3C
4. 400…700°C, coagularea și sferoidizarea cristalelor de cementită.
În fc. de temp. ⇒ patru stadii:
• 100÷150°C, C are tendința de a părăsi locurile pe care le ocupă în rețeaua de martensită.
• C se așează pe dislocațiile rețelei cristaline.
• 130°C → 250÷300°C, precipitarea carburilor de tranziție η (Fe2C) şi ε (Fe2,4C) la marginea maclelor de martensită deformarea reţelei cristaline
Primul stadiu
• Carbura ε ⇒ formă de plăcuțe subțiri cu grosimea de ordinul a câtorva straturi de atomi și sunt coerent legate de rețeaua soluției α’ a martensitei.
Datorită separării (precipitării) carburilor are loc o reducere treptată a gradului de tetragonalitate a martensitei, iar pe curba dilatometrică se înregistrează o contracție.
Curba dilatometrică a revenirii
austenită CFC2 celule de austenită
martensită
atomi de Featomi de Cinterstiții octaedrice
martensită
% Carbon în austenită
axa “a”
axa “c”
tvc cfc
cfc
Atomi de carbon “prinși” pe axa “c” a rețelei tvc
Par
amat
rul r
ețel
ei (Å
)
(a) Celula elementară a martensitei (tvc) se dezvoltă din celula elementară a austenitei (cfc) fără difuzie.
(b) Influenta continutului de carbon asupra gradului de tetragonalitate (c/a) al martensitei.
• 230 şi 280°C și este caracterizat în principal de descompunerea austenitei reziduale la oțelurile carbon cu peste 0,5% C și la cele aliate cu peste 0,4% C.
• Austenita reziduală se poate transforma izoterm, cu formarea de bainită inferioară, sau se poate transforma în martensită de revenire.
Stadiul al doilea
• 280 – 400°C este caracterizat de formarea și creșterea cristalelor de cementită.
• Se continuă separarea treptată a carbonului din soluţia solidă, cresc particulele de carburi, are loc un început de coagulare a acestora prin dizolvarea celor de dimensiuni mai mici şi creşterea celor de dimensiuni mai mari.
• Se micşorează gradul de tetragonalitate a martensitei şi se micşorează volumul
• Carburile intermediare de tranziţie FexC, (Fe2C, Fe2,4C, etc.) se transformă în cementită.
Stadiul al treilea
• 400…700°C se caracterizează prin continuarea coalescenţei şi sferoidizării cristalelor de cementită, proces ce începe în al doilea stadiu dar se desfăşoară cu viteză maximă în acest ultim stadiu.
• Dimensiunile particulelor de carburi ajung la aproximativ 3 µm, iar în ferită se produce o recristalizare specifică ce duce la formarea unor grăunţi mici echiaxiali.
Stadiul al patrulea
• Temperatura de revenire se alege în funcţie de caracteristicile mecanice impuse piesei, ştiind că duritatea piesei călite scade o dată cu creşterea acestei temperaturi, iar tenacitatea creşte.
• În funcţie de temperatură se deosebesc trei tipuri de reveniri
Parametrii tehnologici ai reveniri
• Revenirea joasă între 100 şi 250°C.
• Duritatea scade cu 1…3 unităţi HRC.
• Se aplică pieselor şi sculelor din oţeluri cu conţinut ridicat de carbon în scopul păstrării durităţii ridicate, avantajoasă pentru rezistenţa la compresiune, încovoiere şi uzare.
• Exemple: piese de uzare carburate sau carbonitrurate şi călite, piese de uzare călite superficial, scule aşchietoare şi de tăiere la rece din oţeluri carbon (OSC-uri ) şi slab aliate, scule de măsurare şi verificare, ş.a.
• Revenirea medie: 300 şi 450°C
• Se aplică pieselor cu rezistenţă la uzare medie (de exemplu pentru maşini agricole) şi a componentelor elastice (arcuri, discuri elastice, segmenţi de reglare a uleiului, bucşe elastice pentru dispozitive de strângere, ş.a.).
• Revenirea înaltă: 450…650°C
• Se aplică la numeroase piese de răspundere (organe de maşini în mişcare) care trebuie să întrunească atât caracteristici de rezistenţă statică şi la oboseală cât şi caracteristici de plasticitate şi tenacitate ridicate
• Exemple: osii, axe, arbori drepţi şi cotiţi, roţi dinţate, fuzete, biele, etc.
• Călirea urmată de revenire înaltă poartă denumirea de ÎMBUNĂTĂŢIRE
• Îmbunătăţirea este un tratament aplicat, în general, oţelurilor de construcţie cu un conţinut mediu de carbon (0,3 – 0,5 %C) care asigură proprietăţi specifice.
• În urma îmbunătăţirii cresc foarte mult proprietăţile la solicitări dinamice (rezilienţa).
• Îmbunătăţirea poate fi atât un tratament final cât şi unul primar.
• Se foloseşte ca tratament final, înainte de prelucrările mecanice, în cazurile când piesele de formă complicată trebuie să aibă o rezilienţă ridicată şi după prelucrările mecanice, în cazurile când nu se poate aplica călirea din cauza deformaţiilor posibile şi a pericolului apariţiei fisurilor.
• Ca tratament termic primar se utilizează înaintea unor tratamente de suprafaţă (călirea superficială, nitrurarea).
• În anumite cazuri acest tratament se utilizează şi pentru îmbunătăţirea prelucrabilităţii oţelurilor hipoeutectoide preponderent feritice.
• deformarea la rece ⇒ călirea + revenire la 680-700°C
• prelucrare prin aşchiere a unui oţel de carburare, călire + revenire la 550-590°C asigură o bună prelucrabilitate.
• Tratament subcritic, a cărui temperatură nu depăşeşte, de regulă, 650°C, regimul de încălzire este cel cu temperatură constantă a cuptorului, fixată cu circa 10°C peste temperatura de revenire aleasă sau calculată.
Durata de revenire
• se poate face teoretic oricum, deoarece procesele urmărite se desfăşoară în cursul încălzirii şi menţinerii, de aceea se preferă răcirea cea mai comodă şi mai economică, în aer liniştit, cu unele excepţii legate de răcire care se vor prezenta la fenomenul de fragilitate.
Răcirea
• În practică se constată că la unele oţeluri, în anumite intervale de temperatură, după o răcire lentă apare o scădere marcantă a tenacităţii şi în special a rezilienţei
• Fenomenul poartă numele de
fragilitate la revenire• fragilitate ireversibilă sau fragilitate la
temperatură joasă (200 – 400°C) fragilitate la albastru sau la 350°C
• fragilitate reversibilă sau la temperaturi înalte (450 – 550°C) ⇒ “boala lui Krupp ”
Fragilitatea la revenire
• Modificarea rezilienţei oţelurilor în funcţie de temperatura de revenire şi de viteza de răcire ulterioară:
• I - răcire lentă,
• II - răcire rapidă,
• III – fragilitate ireversibilă,
• IV- fragilitate reversibilă
Tena
cita
te, K
CU
Temperatura °C
Cul
orile
de
reve
nire
1100 galben deschis
1200 alb
1050 galben
980 portocaliu deschis
930 portocaliu
870 roșu deschis
810 vișiniu deschis
760 vișiniu
700 vișiniu închis
650 roșu sângeriu
600 roșu maroniu
gri 330gri-albastru 320
albastru deschis 310
albastru “albăstrea” 300
albastru închis 290
violet 280
roșu purpuriu 270
maro roșiatic 260
maro gălbui 250
galben pai 240
galben 230
galben deschis 220
alb gălbui 210
• Variaţia rezilienţei în funcţie de temperatura de revenire, pentru un oţel cu 0,3%C, 3,5% Ni, 1,7%Cr austenitizat la 850°C
Temperatura de revenire, °C
Ene
rgia
de
rupe
re la
20°
C (
Cha
rpy
– V
)
• Datele experimentale referitoare la călibilitatea oţelurilor ⇒ programe de calcul pentru a prevedea proprietăţile mecanice după călire şi revenire.
• Pe baza analizei sistematice a diagramelor TTT ⇒ stabilit curbe care permit să se prevadă comportarea oţelurilor la călire şi revenire în funcţie de compoziţia chimică şi de condiţiile de austenitizare.
• Pentru caracterizarea oţelului se apelează la vitezele critice, oţelul putând fi caracterizat prin trei viteze critice:
• v1- viteza critică de răcire martensitică;
• v2- viteza critică de răcire bainitică;
• v3- viteza de răcire critică corespunzătoare unei recoaceri.