Questo sito utilizza cookie di terze parti per inviarti pubblicità in linea con le tue preferenze. Se vuoi saperne di più clicca QUI 
Chiudendo questo banner, scorrendo questa pagina, cliccando su un link o proseguendo la navigazione in altra maniera, acconsenti all'uso dei cookie. OK

Researches concerning the solid state transformations of steels, with application to the superficial hardening

Cercetări privind transformările în stare solidă a oţelurilor cu aplicare la tratamentul
de călire superficială prin încălzire cu c.i.f..
Rezumat Ing. Drd. Marius Arghirescu- teză de doctorat, noiembrie, 2008
Cercetările teoretice prezentate în teză constau într-o teorie de explicare microfizică pentru explicarea unitară a mecanismului transformărilor în metale. Printr-un model teoretic original de transformare alotropică tip Bain graduală, este interpretată perioada de incubaţie a transformării perlitice ca fiind timpul necesar formării unei regiuni Bain cvasipatratice de ferită suprasaturată fără forfecare complementară, dimensionată conform corelaţiei dintre relaţia Zener şi lucrul mecanic de distorsiune Bain, respectiv-timpul de formare a lamelelor probainitice şi este dedusă curba PS a diagramei TTT a oţelurilor-carbon şi un posibil rol al mecanismului de forfecare neomogenă în germinarea şi creşterea perlitei. Generalizarea modelului pentru transformarea şi morfologia bainitică şi perlitică este realizată printr-un model de forfecare în trei paşi care explică şi generarea dislocaţiilor de interfaţă semicoerentă. Prin expresia Bardeen a potenţialului de interacţie atomică din metale este obţinută o expresie a forţei motrice de gradient de temperatură a transformării martensitice, cu implicaţii explicative şi pentru cazul aliajelor tip „marmem”.
În cazul mecanismului difuziei, al transformării austenită-perlită este dedusă teoretic o relaţie exponenţială dependentă de temperatură a grosimii lamelelor de cementită şi perlită care explică şi formarea sub-sub-subunităţilor de fragmentare a lamelelor bainitice şi poziţia punctului critic MS pe diagrama TTT.
Cercetările experimentale prezentate în teza de doctorat constau în studii privind influenţa curenţilor electrici asupra transformărilor în stare solidă, realizate cu un inductor de călire superficială cu trei spire: una pentru austenitizare şi două pentru călire quasi-izotermă a suprafeţei oţelurilor în formă de bară, realizată prin răcire simultană cu apă. Microstructurile obţinute arată că acţiunea microcurenţilor de inducţie de 8kHz nu împiedică formarea lamelelor perlitice dar măresc forţa motrice a transformării bainitice şi martensitice şi duritatea în suprafaţă a oţelurilor tratate termic. Cu o instalaţie experimentală de încălzire electrică a unor sârme din oţel, cu c.e. de 50Hz şi 170A, a fost evidenţiată acţiunea perturbativă a c.e. de j.f. şi î.i. asupra transformării perlitice, realizată cu o forţă motrice de câmp electric, microstructurile obţinute prezentând lamele perlitice cu sinuozităţi şi variaţii importante a distanţelor interlamelare.

Mostra/Nascondi contenuto.
34 CAPITOLUL II: TRATAMENTUL DE CĂLIRE SUPERFICIALĂ PRIN ÎNCĂLZIRE CU C.I.F. II.1.- Introducere -La tratamentele termice convenţionale, ca mijloace de încălzire se folosesc surse exterioare (cuptoare cu flacără, cuptoare electrice cu rezistori) care transmit căldura la suprafaţa produselor prin radiaţie şi convecţie. În aceste condiţii coeficientul global de transmitere a căldurii de la o sursă termică exterioară la suprafaţa produselor supuse încălzirii variază în limitele uzuale 50 - 250 W/m 2 K, astfel încât fluxul termic superficial (q s ), dependent de puterea sursei (P) şi de suprafaţa produselor (A) prin relaţia simplă: (1.20) q s = P/A, variază - la rândul său - în limitele 1-10 W/cm 2 . Pe de altă parte, fluxul termic superficial, se transmite în continuare în grosimea produsului prin conducţie şi în funcţie de valorile fluxului şi de grosimea produsului, suprafaţa acestuia se încălzeşte cu viteze relativ mici, de ordinul a 0,1 - 1 grd/s; (la încălzirea produselor groase, cu regimuri numite “de precauţie”, pentru evitarea tensiunilor termice şi a efectelor lor nedorite se folosesc viteze şi mai mici, de ordinul a 0,01 - 0,03 grd/s). Viteza de încălzire a straturilor interioare este cu mult mai mică, mai ales la produsele groase. -Trecerea de la cuptoarele cu flacără şi electrice la băile de săruri şi metalice permite intensificarea schimbului de căldură exprimată prin valori mai ridicate ale coeficientului global de transfer (α=250÷1000 W/m 2 xK) şi a fluxului termic superficial (q s =103÷0 W/cm 2 ): întrucât în acest tip de cuptoare se încălzesc - de regulă - produse de dimensiuni mici, vitezele de încălzire cresc în mod corespunzător (ν înc =2÷10 grd/s). Valori oarecum apropiate se întâlnesc la încălzirea în straturi fluidizate (sub limita inferioară la cuptoarele de temperaturi scăzute şi medii şi către limita superioară pentru acelea de temperaturi înalte). -Încălzirea metalelor prin efect de rezistenţă electrică este o metodă de încălzire rapidă a materialelor metalice şi se poate realiza în următoarele moduri [23]: a) Încălzirea electrică rezistivă prin contact: În principiu, încălzirea superficială prin contact constă în încălzirea unui strat superficial al piesei (0,5...1,5 mm) deasupra punctului de transformare Ac 3 , cu o viteză suficient de mare. Pentru încălzirea prin contact este caracteristică concentrarea locală a puterii termice şi, prin urmare, temperatura înaltă în zona de contact dintre piesă şi electrod, datorită rezistenţei considerabile a contactului, în comparaţie cu rezistenţa însăşi a piesei. Rezultă deci că se produce o încălzire numai a stratului superficial al piesei, iar în adâncimea ei temperatura va rămâne neschimbată. Metoda se bazează pe utilizarea efectului Joule-Lenz produs de un curent electric continuu sau alternativ de frecvenţă industrială (50 Hz), prin intermediul rezistenţei de contact (R c ) creată prin apăsarea unei role-electrod din cupru pe suprafaţa unei piese din oţel. Cantitatea de căldură produsă Q=R c I 2 t se repartizează între rolă şi piesă, cea mai mare parte revenind stratului superficial al piesei, în care densitatea de curent atinge valori de ordinul a 10 2 A/cm 2 , scăzând proporţional cu pătratul distanţei către miezul piesei. În acest fel, într-un timp foarte scurt un anumit volum de oţel din stratul superficial este adus la temperaturi în domeniul austenitic, cu viteze de încălzire de 200 - 300 grd/s. Pentru încălziri pe adâncimi de 3 - 5 mm este necesară o intensitate a curentului electric de 500 - 700 A/mm de lăţime de rolă. Cum rola are diametrul de 200 - 300 mm şi lăţimea (în zona de contact) de 8 - 16 mm rezultă că transformatorul trebuie să furnizeze un curent cu intensitatea de 4000 - 110000 A-deosebit de mare. Aceste inconveniente , împreună cu altele, cum ar fi apariţia fâşiilor revenite datorită faptului că în deplasarea sa, rola creează un câmp termic, care se suprapune parţial peste fâşiile deja

International thesis/dissertation

Facoltà: Ingineria materialelor

Autore: marius arghirescu Contatta »

Composta da 190 pagine.

 

Questa tesi ha raggiunto 55 click dal 27/07/2009.

Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.