Elaborarea Oțelurilor Aliate

Otelurile pentru constructii constituie cea mai larga gama de ote¬luri, date fiind domeniile foarte variate de utilizare, fiecare domeniu fiind caracterizat prin solicitari specifice (statice, dinamice simple sau alternative, de uzura etc.).

Stabilirea cu precizie a marcii si prelucrarilor plastice si termice pentru asemenea oteluri, în vederea comportarii satisfacatoare în servi¬ciu, cere cunoasterea solicitarilor statice si dinamice, conditiile de lucru concrete, pentru a putea stabili forma, dimensiunile si starea supra¬fetei pe care trebuie sa le aiba piesa.

în mod simplificat, aceste oteluri se pot clasifica în: oteluri de uz general si oteluri speciale. Otelurile de uz general sînt de regula folosite în constructii mecanice pentru piese cu solicitari moderate sau care pot fi înlocuite usor în caz de uzura si nu pericliteaza folosirea utilajului, în majoritatea cazurilor însa, otelurile de constructii sînt oteluri aliate, de calitate, asigurînd rezistenta necesara solicitarilor la care lucreaza si totodata dînd posibilitatea micsorarii gabaritelor si deci a consumului de otel si indirect si a consumului de energie.

în general, otelurile de constructie sînt utilizate la temperatura ambianta, însa sînt destul de numeroase situatiile în care, piesele con¬fectionate din aceste oteluri, lucreaza la temperaturi sub 0°C sau la cîteva zeci sau sute de grade peste 0°C. Cum, de regula, aceste oteluri sînt tratate termic, trebuie asigurata structura care sa asigure rezis¬tentele necesare în conditiile de folosire.

De aceea, otelurile de constructie sînt în mare parte aliate (slab,

mijlociu si bogat aliate), suportînd în multiplele trepte de prelucrare

prin deformare plastica si mecanica tratamente termice intermediare

si finaleDupa necesitati, alierea otelurilor de constructie se face cu unul, doua, trei sau mai multe elemente, pentru a putea raspunde solicita¬rilor (uneori deosebit de complexe), în conditii de completa securitate.

5.1. CARACTERISTICI MECANICE ALE OTELURILOR DE CONSTRUCTII

Otelurile de constructii trebuie sa posede o buna îmbinare a carac¬teristicilor mecanice, în primul rînd a rezistentei la rupere si a tenaci¬tatii, care au influenta directa asupra duratei de functionare a pieselor de masini.

Nu trebuie însa neglijate nici alte proprietati cum sînt limita de curgere si gîtuirea. Astfel, o piesa poate lucra în bune conditii în timp nelimitat, daca valoarea gîtuirii suferite este sub limita de elasticitate. Daca aceasta este peste limita de elasticitate, piesa va suferi o defor¬mare continua.

Scopul final al alierii este îmbunatatirea rezistentei la rupere. Proprietatile pot fi însa îmbunatatite mult prin tratamente termice, rezultatele acestora fiind puternic influentate de prezenta elementelor de aliere, în fig. 5.1 se vede acest lucru, pentru un otel aliat cu crom.

în constructii intereseaza însa si daca ruperea se produce brusc, fara deformatii prealabile (rupere fragila) sau se produce numai dupa o prealabila deformare plastica (rupere ductila). Plasticitatea scade însa cu micsorarea temperaturii, ceea ce face ca un otel care la tempe¬ratura ambianta prezinta rupere ductila, la temperaturi sub 0°C sa prezinte rupere fragila. Fiecare otel, ca urmare a modului de elaborare si prelucrare metalurgica si mecanica, are o temperatura „critica" la care devine fragil.

Rezistenta la rupere este influentata si de viteza de deformare, astfel încît, la viteze foarte mari, ruperea ductila se transforma în ru¬pere fragila. De aceea, în afara de rezistenta la rupere prin tractiune, intereseaza si ruperea prin soc (rezilienta), care este determinata si de temperatura, de omogenitatea structurala si de granulatie (fig. 5.2).

Fig. 5.2. Variatia rezilientei cu temperatura (Davidenko*/ si Witman).

Pentru oteluri de aceeasi compozitie, temperatura critica, de trecere din stare plastica în stare fragila, este cu atît mai joasa, cu cît granu-latia este mai fina, structura mai omogena si puritatea mai mare.

Durata de functionare, în cazul unui numar mare de piese de ma¬sini, este conditionata si de rezistenta la rupere sub influenta unor sarcini alternate repetate de un numar mare de ori, cu amplitudine constanta sau variabila (rezistenta la oboseala), care în cazul ote¬lurilor este de ordinul IO7 solicitari alternative.

Rezistenta la oboseala, determinata în primul rînd de structura (care este functie de compozitie , puritate, mod de prelucrare prin de¬formare plastica si tratament termic), este puternic influentata si de gradul de prelucrare mecanica a suprafetei piesei, de prezenta unor defecte de suprafata si de forma piesei (schimbari bruste de sectiune, unghiuri ascutite, filete, rizuri de prelucrare prin aschiere etc.), care pot constitui concentrari de tensiuni, cu consecinta directa — rupere la