Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate 2.20.Oteluri si fonte turnate 2.20.1.Diagrama Fe-C Carbonul nedizolvat fie in Fe α fie in Feγ poate sa se prezinte sub doua forme elementare: starea de grafit (carbon liber) si de compus chimic (Fe 3C) numit cementita.Ca urmare vor exista doua diagrame de echilibru Fe-C: • diagrama de echilibru metastabila metastabila sau Fe- Fe 3C (fig.2.20.1.); (fig.2.20.1.); • diagrama de echilibru stabila sau Fe-grafit. Fe-grafit . In cazul otelurilor forma stabila nu apare decit in mod exceptional,pe cind in cazul fontelor cele doua forme se intilnesc in mod frecvent. Aliajele cu un continut de C pina la 2.11% se numesc oteluri,iar cele cu continut mai mare (pina la 6,67% C ) se numesc fonte. In functie de continutul de carbon,otelurile se numesc: • hipoeutectoide,cu hipoeutectoid e,cu continut de C pina la 0,8%; • eutectoide, cu continut de C de 0,8% ; • hipereutectoide, hipereutect oide, cu continut de C peste 0,8%. Fontele se numesc: • hipoeutectice,cu hipoeutectic e,cu continut sub 4,3% C; • eutectice, cu continut de 4,3% C; • hipereutectice, hipereutecti ce, cu continut de peste 4,3% C; Contituentii Contituentii sructurali ai ali ajelor Fe- Fe 3C sunt : -ferita , F=Fe α(C),este o solutie solida de insertie a carbonului in Fe α,cu retea crstalina cubica centrata centrat (CC).La temperatura de 727°C, Fe α dizolva 0,02% C si este feromagnetica pana la 770°C.Este un constituent moale, tenace,avind proprietati aproape identice cu ale fierului tehnic; • austenita, A=Fe γ(C),este o solutie solida de insertie a carbonului in Fe γ, cu retea CFC.Continutul de carbon variaza intre 0-2,11% si este nemagnetica; • cementita (Fe3C) este un compus chimic cu retea cristalina rombica,fiind rombica,fiind un constituent dur si fragil. Este feromagnetica pina la teperatura de 210°C. Formele distincte ale cementitei sunt: • cementita primara (Cel (Cel ) separata din faza faza lichida de-a lungul lungul liniei liniei CD,cu C=4.3 %-6,67% ; • cementita secundara (Cell ) formata la modificarea solubilitatii C in Fe γ de-a lungul liniei ES,cu C=0,8%-2,11%; • cementita tertiara (Celll ) formata la modificarea modificarea solubilitatii solubilitatii C in Fe α de-a lungul liniei PQ,cu C=0,002%-0.02% ; • perlita (P= Feα+Ce ) este un amestec eutectoid de ferita si cementita,caracteristicile ei mecanice vor fi dependente de ale acestor contituienti. Cu cit perlita este mai fina,caracteristicile mecanice sunt mai ridicate.Se formeaza la temperatura de 727°C si este feromagnetica. -ledeburita (Lel=A+Ce ) este un amestec mecanic eutctoid de austenita si cementita format prin solidificarea lichidului cu 4,3% C la temperatura de 1148°C,iar sub temperatura de 727°C ,ledeburita este formata din perlita si cementita(Lell=P+Ce). Este feromagnetica.
M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 1/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate
Fig.2.20.1. 2.20.1.1.Proprietatile mecanice ale constituientilor structurali Cractersticile mecanice medii ale unor constituenti structurali sunt redate in tabelul 2.20.1. Tabelul 2.20.1. Constituent Duritate Brinell(HB) Rezistenta la rupere Alungirea la rupere (Mpa) (%) Ferita 80 300 35 Cementita 750 fina 250 1100 10 Perlita normala 205 850 15 grosolana 185 550 25 Ledeburita 700 2.20.2.Structura fazelor starii metalice Faza este o parte constitutiva a unui sistem,luata separat,omogena si cu aceiasi structura si compozitie chimica in oricare parte a ei.
M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 2/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate Exista posibilitatea ca in masa solida a unui metal sa se introduca atomii unui alt metal sau metaloid,iar cele doua tipuri de atomi se vor aranja astfel incit energia totala a sistemului sa fie minima.Elementele care concura la formarea unui aliaj se numesc componenti,iar tipurile preferate de grupare a atomilor vecini formeaza faze si constituienti structurali. Daca atomii diferiti ai aliajului se atrag de aceiasi maniera,ei formeaza un aranjament ce se numeste solutie solida,care poate fi de substitutie si de insertie. Solutia solida este o structura formata din doi sau mai multi componeneti care prezinta solubilitati in stare solida,fara ca tipul retelei cristaline sa se schimbe. Daca atomii diferiti sunt atrasi mai putin decit cei de acelasi fel,cele doua tipuri tind sa se separe si atomii de acelasi fel tind sa se aglomereze zonal.Aranjamentul va fi format dintr-o alternanta de grupari de compozitie diferita denumit amestec mecanic. Compus chimic in care doua elemente A si B se combina in proportii simple si definite care corespund formulelor de tipul AXBY. Compus intermetalic-nu respecta aceasta lege chimica a combinarii si exista intr-un domeniu larg de compozitie. 2.20.2. Oteluri turnate 2.20.2.1.Oteluri turnate de uz general In norma europeana EN 10293:2005 sunt indicate compozitia chimica (tabelul 2.20.2.) si caracteristicile mecanice ale otelurilor turnate (tabelul 2.20.3.) in functie de tratamentul termic aplicat si grosimea pieselor.Norma cuprinde o gama larga de oteluri turnate,de la oteluri nealiate,la oteluri inoxidabile utilizate in constructia de masini,industria auto,cale ferata,minerit,utilaje agricole,etc. In tabelul 2.20.4. sunt cuprinse indicatii pentru sudarea acestor oteluri, respectiv temperatura de preincalzire,temperatura maxima intre treceri si tratamentul termic postsudare. 2.20.2.2.Oteluri turnate nealiate Compozitia chimica (tabelul 2.20.5.) si caracteristicile mecanice (tabelul 2.20.6.) ale acestor oteluri sunt indicate in norma SR EN 3755:1994. Tabelul 2.20.5.Compozitia chimica in (%)
Simbolizare 200-400 200-400W 230-450 230-450W 270-480 270-480W 340-550 340-550W
C 0,25 0,25 0,25 0,25
Mn 1,0 1.20 1.20 1,50
Si 0,60 0,60 0,60 0.60
P 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035
S 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035
Ni 0,4 0,4 0,4 0,4
Cr 0,35 0,35 0,35 0,35
Cu 0,4 0,4 0,4 0,4
Mo 0.15 0.15 0.15 0.15
V 0.05 0.05 0.05 0.05
Tabelul 2.20.6.Caracteristici mecanice
Simbolizare
200-400
Limita de curgere min. Rp0,2(N/mm″) 200
Rezistenta tractiune Rm (N/mm″) 400-550
200-400W 230-450 230-450W 270-480 270-480W 340-550 340-550W
200 230 230 270 270 340 340
400-550 450-600 450-600 480-630 480-630 550-700 550-700
la
Alungirea la rupere A5min(%) 25
Gituirea la Rupere Zmin (%) 40
Energia de rupere min. KU (J) 30
25 22 22 18 18 15
40 31 31 25 25
45 25 45 22 22
Litera W reprezinta varianta sudabila,care impune compozitia chimica si limitarea elementelor reziduale. M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 3/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate
) % ( n i a c i m i h c a i t i z o p m o C . 2 . 0 2 . 2 l u l e b a T
M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 4/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate
e c i n a c e m i c i t s i r e t c a r a C . 3 . 0 2 . 2 l u l e b a T
M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 5/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate
2.20.2.3.Oteluri turnate slab aliate si aliate a. Otel slab aliat si aliat turnat in piese-STAS 1773-89 Se simbolizeaza astfel:
) e r a u n i t n o c ( 3 . 0 2 . 2 l u l e b a T
M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 6/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate Tabelul 2.20.4.Indicatii de sudare
-litera T-turnat ; -cifrele dupa litera T indica continutul mediu de C in sutimi de %; -litere cu elemente de aliere; -cifre la sfirsit care indica in zecimi de % continutul mediu al elementului pricipal de aliere(ultima litera). Exemplu: T20Mn14 (0,20% C,1,4%Mn ). b. Oteluri turnate de inalta rezistenta-SR ISO 9477:1994 Se utilizeaza pentru constructii mecanice de uz general, simbolizarea fiind aceiasi cu a otelurilor cuprinse in SR ISO 3755.Limita de curgere a acestor oteluri este cuprinsa in limitele: Rp0,2= 410-840 N/mm″. c. Oteluri carbon slab si mediu aliate rezistente la temperaturi ridicate turnate in piese- STAS 1240485
M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 7/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate Sunt oteluri carbon,salb aliate si mediu aliate,utilizate pentru piese turnate rezistente la temperaturi ridicate (tabelul 2.20.7.). Tabelul 2.20.7. Marca otel T21
Domeniu de utilizare Piese solicitate le socuri,refractaritate pina la 300°C, structura ferito-perlitica Pise turnate cu pereti subtiri,refractaritate pina la 500°C, structura feritica cu perlita fina
T16Mo5 T16MoCr11 T14MoVCr6 T21VMoCr10 T17VMoCr12 T17VMoCr14 T15MoWVCr12
Piese solicitate puternic la uzura abraziva,refractaritate pina la 550600°C
Caracteristicile mecanice ale acestor oteluri sunt cuprinse in limitele : Rp0,2=250-370 N/mm ″, Rm min =450-600 N/mm ″,A5 min =22-15% ,KCU3=4939 (J/cm″). d. Oteluri inoxidabile turnate in piese –STAS 10718-88 Sunt oteluri destinate turnarii pieselor rezistente la coroziune. Simbolizarea otelurilor se face prin litere si cifre cu urmatoarea semnificatie: -T-starea turnata; -cifre dupa litera T care indica continutul mediu de C in sutimi de procente; -litere cu simbolul principalelor elemente de aliere ; -cifre la sfirsit care indica in zecimi de procente continutul in elementul pricipal de aliere (ultimul simbol). -ex. : T10NiCr180 (C=0.10%,Cr=18% ). 2.20.2.4. Echivalari oteluri turnate In tabelul 2.20.8. sunt aratate citeva exemple de echivalari ale unor oteluri turnate. Tabelul 2.20.8.Echivalari oteluri turnate Nr. Nr. crt. Werkstoff
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
1.0420 1.0449 1.0446 1.0455 1.1120 1.6511 1.4317
Norma
EN10293: 2005
SR ISO 3755:1994
GE GS GE GS
200-400 200-400W 230-450 230-450W
200 200 240 240
ISO 9477:1994
STAS 1773/82
STAS 600/82 OT 400-3 OT400-3 OT450-3 OT450-3
410-620 410-620
T20Mn14 T35MoCrNi08
GX4CrNi13-4
2.20.3. Fonte turnate 2.20.3.1. Clasificarea fontelor Fontele sunt aliaje Fe-C,continind elemente insotitoare de baza (Si,Mn,S,P ) si impuritati (Ti,As,Pb,etc.) .Pot fi aliate cu Ni,Cr,Mo,Al,etc. in cantitati variabile,in functie de proprietatile ce se doresc a fi obtinute. a. Dupa gradul de aliere : -nealiate ; -aliate .
M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 8/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate b. Fontele nealiate,dupa forma in care este prezent carbonul,se clasifica in : -Fonte albe,cu C sub forma de cementita. -Fonte cenusii,cu C sub forma de grafit lamelar. -Fonte maleabile,cu grafitul in forma de cuiburi,obtinute prin tratarea termica a fontelor albe. -Fonte modificate cu grafit lamelar,vernicular si nodular,obtinute prin modificare fontelor cenusii. Structura fontelor este determinata de compozitia chimica si de vitaza de racire la solidificare.La viteze de racire mici se obtine o grafitizare a carbonului,iar cu cresterea vitezei de racire se formeaza preferential fonta alba. Elementele de aliere pot favoriza sau frina grafitizarea carbonului,fiid impartite in: -elemente grafitizante : C,Si,Al,Ni,Co,Cu,Ti ; -elemente antigrafitizante :Mn,Sn,V,B,MO,W
Fig.2.20.2. -perlitica-cantitate redusa de grafit de recoacere. Fontele maleabile cu inima alba si neagra sunt foarte tenace si plastice,cu rezistenta redusa.Fonta perlitica are rezistenta mecanica,duritate si rezistenta la uzura ridicate. 2.20.3.4.Simbolizarea fontelor Simbolizarea alfanumerica a fontelor conform SR EN 1560 :2011 cuprinde maximum sase pozitii,fara a fi necesara ocuparea tuturor : 1.EN; 2.Simbolul fontei: GJ (G-piesa turnata,J-fonta ) ; 3.Simbolul structurii grafitului (tabelul 2.20.9.); 4.Simbolul microstructurii sau al macrostructurii (tabelul 2.20.10.); 5.Simbol de clasificare :
M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 9/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate -in functie de caracteristicile mecanice : rezistenta la tractiune minima (N/mm²),alungirea la rupere(%)daca se solicita, litera care indica modul de prelevare Tabelul 2.20.9. Tabelul 2.20.10. Simbol 3 Structura grafitului Simbol 4 Micro/macrostructura L Lamelara A Austenita S Sferoidala F Ferita P Perlita M In cuiburi M Martensita V Verniculara L Ledeburita N Fara grafit(dura) Q Calita ledeburitica T Calita si revenita Y Structura speciala B Inima neagra W Inima alba a epruvetelor pentru determinarea rezilientei (S-proba turnata separat, U-atasata de piesa, C-prelevata din piesa ),temperatura de incercare a rezilientei (RT-temperatura ambianta,LT-temperatura scazuta ); -in cazul clasificarii dupa compozitia chimica,prima pozitie este ocupata de X,urmata de 100%C (facultativ),simbolurile elementelor de aliere incepind cu continutul cel mai mare,procentajele elementelor de aliere ; -in functie de duritate : HB-duritate Brinell, HV-duritate Vickers, HR-duritate Rockvell. 2.20.3.5.Standarde pentru fonte. Fontele cenusii sunt standardizate conform EN 1561:1997.In tabelele 2.20.11. si 2.20.12. sunt aratate simbolizarile in functie de caracteristicile mecanice si duritate. In tabelul 2.20.13. se prezinta o echivalare a calitatilor dupa STAS 568-82 si EN 1561. Fontele nodulare sunt standardizate conform EN 1563:1999,iar simbolizarile dupa caracteristicile mecanice si duritate sunt aratate in tabelele 2.20.14 si 2.20.15. 5.Simbol de clasificare : -in functie de caracteristicile mecanice : rezistenta la tractiune minima (N/mm²),alungirea la rupere(%)-daca se solicita, litera care indica modul de prelevare a epruvetelor pentru determinarea rezilientei (S-proba turnata separat, U-atasata de piesa, C-prelevata din piesa ),temperatura de incercare a rezilientei (RT-temperatura ambianta,LT-temperatura scazuta ); -in cazul clasificarii dupa compozitia chimica,prima pozitie este ocupata de X,urmata de 100%C (facultativ),simbolurile elementelor de aliere incepind cu continutul cel mai mare,procentajele elementelor de aliere ; -in functie de duritate : HB-duritate Brinell, HV-duritate Vickers, HR-duritate Rockvell. Tabelul 2.20.11.Simbolizarea fontelor cenusii dupa caracteristicile mecanice Simbolizare EN 1561:1997 Domeniu de grosimi Rm min.(N/mm²) (mm) Alfanumerica Numerica EN-GJL-100 EN-JL 1010 5-40 100 EN-GJL-150 EN-JL 1020 10-20 130 40-80 95 EN-GJL-200 EN-JL 1030 40-80 130 EN-GJL-250 EN-JL 1040 40-80 170 EN-GJL-300 EN-JL 1050 40-80 210 EN-GJL-350 EN-JL 1060 40-80 250
Tabelul 2.20.12.Simbolizarea fontelor cenusii dupa duritate Simbolizare EN 1561:1997 Alfanumerica Numerica EN-GJL-HB155 EN-GJL-HB175 EN-GJL-HB195
EN-JL 2010 EN-JL 2020 EN-JL 2030
M2/Materiale şi comportarea la sudare
Domeniu de grosimi(mm)
40-80 40-80 40-80
© 2012 ASR
Duritate Brinell HB30 Min. Max. 100 120
Cap. 2.20
155 175 195
I.Tioc
M2 10/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate EN-GJL-HB215 EN-GJL-HB235 EN-GJL-HB255
EN-JL 2040 EN-JL 2050 EN-JL 2060
40-80 40-80 40-80
Tabelul 2.20.13.Fonte cenusii cu grafit lamelar STAS 568-82 Fc100 Fc150 Fc200 Fc250
145 165 185
215 235 255
Tabelul 2.20.16.Fonte cu grafit nodular
EN 1561:1997 EN-GJL-100 EN-GJL-150 EN-GJL-200 EN-GJL-250
STAS 6071-82
EN 1563:1999
Fgn 400-12
EN-GJS-400-15
Fgn 450-5
EN-GJS-450-10
Fgn 500-7
EN-GJS-500-7
Fgn 600-2
EN-GJS-600-3
Fgn 700-2
EN-GJS-700-2
2.20.3.7. Fonte cenusii si nodulare standardizate Fontele cenusii sunt standardizate conform EN 1561:1997.In tabelele 2.20.11. si 2.20.12. sunt aratate simbolizarile in functie de caracteristicile mecanice si duritate. In tabelul 2.20.13. se prezinta o echivalare a calitatilor dupa STAS 568-82 si EN 1561. Fontele nodulare sunt standardizate conform EN 1563:1999,iar simbolizarile dupa caracteristicile mecanice si duritate sunt aratate in tabelele 2.20.14 si 2.20.15.In tabelul 2.20.16.se prezinta o echivalare a calitatilor dupa STAS 6071-82 si EN 1563:1999. Tabelul 2.20.14.Simbolizarea fontelor cu grafit nodular dupa caracteristicile mecanice si energia de rupere SR EN 1563:1999 alfanumerica
numerica
Rm min. (N/mm²)
Rp0,2min. (N/mm²)
EN-GJ-350-22-LT EN-GJ-350-22-RT EN-GJ-350-22 EN-GJ-400-18-LT EN-GJ-400-18-RT EN-GJ-400-18 EN-GJ-400-15 EN-GJ-450-10 EN-GJ-500-7 EN-GJ-600-3 EN-GJ-700-2 EN-GJ-800-2 EN-GJ-900-2
EN-JS1015 EN-JS1014 EN-JS1010 EN-JS1025 EN-JS1024 EN-JS1020 EN-JS1040 EN-JS1030 EN-JS1050 EN-JS1060 EN-JS1070 EN-JS1080 EN-JS1090
350 350 350 400 400 400 450 450 500 600 700 800 900
220 220 220 240 250 250 250 310 320 370 420 480 600
A min. (%) 22 22 22 18 18 18 15 10 7 3 2 2 2
KV min. ( J) 12 la -40ºC 17 la 23ºC 12 la-20ºC 14 la 23ºC -
Tabelul 2.20.15.Simbolizarea fontelor cu grafit nodular dupa duritate SR EN 1563:1999 alfanumerica EN-GJS-HB130 EN-GJS-HB150 EN-GJS-HB155 EN-GJS-HB185 EN-GJS-HB200 EN-GJS-HB230 EN-GJS-HB265 EN-GJS-HB300 EN-GJS-HB330
numerica EN-JS2010 EN-JS2020 EN-JS2030 EN-JS2040 EN-JS2050 EN-JS2060 EN-JS2070 EN-JS2080 EN-JS2090
Duritate Brinell(HB) ≤160 130-175 135-180 160-210 170-230 190-270 225-305 245-335 270-360
Alte caracteristici (informativ) Rm (N/mm²) Rp0,2 (N/mm²) 350 220 400 250 400 250 450 310 500 320 600 370 700 420 800 480 900 600
2.20.4.Defecte ale pieselor turnate M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 11/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate Defectele pieselor turnate sunt cuprinse in ,, Atlasul international al defectelor de turnare”,editat sub egida Comitetului international al asociatiilor tehnice de turnatorie (CIATF). Sistemul folosit pentru clasificarea defectelor se bazeaza pe descrierea fizica a fiecarui defect.Acest sistem permite sa se identifice defectul fie prin observarea directa a piesei cu defecte,fie dupa o descriere precisa a defectului,folosind doar criteriile formei,aspectului,localizarii si dimensiunilor acestuia.Astfel,identificarea se poate face fara a se recurge la numele defectului sau la cauzele care pot interveni. Acest sistem de clasificare,bazat pe mofologia defectelor,stabileste sapte criterii de baza,fiecare fiind identificata printr-o litera: A – Excrescente metalice - bavuri,exces de metal pe suprafete interioare si exterioare,etc. B –Goluri (cavitati) - situate pe suprafata sau in interiorul piesei turnate,sufluri,pori,retasuri disperste,retsuri interiore,etc. C – Discontinuitati – crapaturi -apar in general la intersectii de sectiuni datorita tensiunilor interne si frinarii contractiilor,de natura metalurgica,etc. D – Defecte de suprafata - denivelari,rugozitate necorespunzatoare,goluri pe suprafata piesei turnate,aderenta de nisip partial topit,fisuri sau oxizi aderenti produsi in timpul tartamentului termic( recoacere,maleabilizare ). E – Piesa turnata incompleta - piesa incompleta datorita solidificarii premature, turnare incompleta,pierderi de metal din forma dupa turnare,rupturi la inlaturarea retelei de turnare,etc. F – Dimensiuni sau configuratie necorespunzatoare - contractie incorect prevazuta,model necorespunzator,dezaxarea formei,deformare datorata contractiilor,etc. G – Incluziuni si defecte de structura – incluziuni metalice cauzate de un element strain aliajului,incluziuni nemetalice de zgura,amestec de formare,oxizi,structuri anormale la fonte (vizibile la microscop):structura partial alba la fonta cu grafit lamelar,grafit primar la fonte maleabile,etc. Fiecare categorie este impartita in grupe si subgrupe,notate prin cifre,iar in cadrul fiecarei subgrupe se atribuie o a treia cifra pentru a specifica fiecare defect in parte. 2.20.5. Comportarea la sudare a otelurilor si fontelor turnate 2.20.5.1. Comporatea la sudare a otelurilor turnate Otelurile turnate de uz general cuprinse in EN 10293:2005,care include oteluri nealiate,slab aliate,inoxidabile,au o comportare la sudare determinata de compozitia chimica a acestora,structura metalografica,caracteristicile mecanice si insusirile fizice, tehnologia de sudare aplicata,conceptia constructiva. In toate cazurile este necesara calificarea procedurii de sudare pe probe sudate, verificarea corectitudinii tehnologiei de sudare aplicate. Caracteristicile mecanice si comportatrea la sudare a otelurilor nealiate sunt determinate in primul rind de continutul de carbon.In general,o crestere a continutului de carbon cu 0,1% mareste rezistenta la rupere cu aprox. 90N/mm² si limita de curgere cu 40-50 N/mm².La sudarea unor oteluri cu continut ridicat de carbon poate apare durificarea ZIT si fisurari. Se apreciaza ca la sudarea otelurilor cu C≤0,22% nu apare pericolul de fisurare la rece prin durificare,iar peste 0,22%C sunt conditionat sudabile,fiind necesare masuri tehnologice suplimentare: -preincalzirea, la o valoare care depinde de continutul de C,grosime,forma excavarii si procedeul de sudare,reduce viteza de racire si pericolul de durificare; -sudarea cu energie liniara mare,are efect asemanator preincalzirii; -materiale de adaos cu plasticitate rdicata; -tratament termic postsudare. Comportarea la sudare a otelurilor turnate salb aliate (continutul elementelor de aliere ≤ 5% ) este apreciata in mod uzual pa baza carbonului echivalent.Dependenta dintre structura,duritate si carbonul echivalent este data si de viteza de racire dupa sudare apreciata cu timpul t8/5 (timpul de racire intre 800 si 500ºC). In cazul otelurilor slab aliate cu limita de curgare ridicata (peste 500N/mm²) corelarea caracteristicilor mecanice ale metalului depus cu cele ale piesei de remaniat prin sudare trebuie sa fie mult mai buna decit in cazul otelurilor carbon (nealiate).Diferente relativ mici ale limitei de curgere ale M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 12/ 13
Curs de Inginer Sudor Internaţional/European IWE/EWE 2.20 Fonte si oteluri turnate m.a.determinate de unele modificari ale compozitiei chimice,pot conduce la modificari ale constituientilor structurali in procesul de sudare.La sudarea acestora se impun urmatoarele masuri: -sudare cu energie liniara controlata; -variatii relativ mari ale energiei liniare conduc la modificarea caracteristilor mecanice ale metalului depus,in special a energiei de rupere.Un efect similar este produs de variatia numarului de treceri (rinduri) la sudare; -sudarea se executa in general cu preincalzire; - limitarea continutului de hidrogen difuzibil al metalului depus; -temperatura intre treceri sa nu fie mai mare decit temperatura de preincalzire; -remanierea pieselor se efectueaza in stare tratata termic urmata de tratament termic postsudare. Comportarea la sudare a otelurilor inoxidabile turnate depinde in primul rind de compozitia chimica care determina structura otelului.Utilizind diagrama Schaeffler se poate determina atit structura otelului cit si a imbinarii sudate pentru un anumit material de adaos. Cele mai importante clase structurale de oteluri inoxidabile sunt: -oteluri martensitice,cu 12-17%Cr,0-4%Ni si uneori cu adausuri de Mo,V,Nb,Al, Cu.
M2/Materiale şi comportarea la sudare
© 2012 ASR
Cap. 2.20
I.Tioc
M2 13/ 13