1

Subiect: tratamente termice (otel)

Pentru ca lipsa de informatii legata de acest subiect este acuta in tara noastra-dovada fiind discutiile de pe acest forum-am decis sa deschid acest subiect.
Trebuie sa lamuresc cateva detalii legate de cateva notiuni de baza :

-otel-aliaj compus in cea mai mare parte de elementul chimic FIER, deci cand ne adresam unei bucati de material cu numele de ''fier'' de fapt este o bucata de otel, elemtul chimic FIER pur, nealiat nu ne este de folos (mai multe informatii gasiti aici- http://en.wikipedia.org/wiki/Iron )

-cantitatea de carbon pe care o contine un OTEL ii ofera acestuia diferite proprietati in urma tratamentelor termice(in principal carbon, dar sunt si alte elemente chimice prezente intentionat sau nu intr-un otel fiecare cu influenta asupra proprietatilor mecanice si chimice), deci putem considera ca exista 2 categorii (principale) de otel :
1. cantitate redusa de carbon (low carbon steel) - categorie in care se incadreaza asanumitul ''fier''
2. cantitate mare de carbon (high carbon steel)

- tratament termic - incalzirea unui material (in cazul nostru otel, dar exista si alte materiale care pot fi supuse tratamentelor termice) urmata de racirea acestuia (evident), temperatura la care se incalzeste o bucata de otel, si viteza de racire determina aparitia unor proprietati mecanice ale otelurilor-prin tratare termica este controlata structura cristalina a unui otel.

  Acum sa trecem la subiect, in ceea ce priveste armele (medievale) si armurile exista trei tratamente termice care se pot aplica unui otel :
-normalizare
-calire
-revenire
Fiecare dintre aceste tratamente termice isi are importanta lui :
-normalizarea-ii ofera ductilitate otelului (tenacitate)
-calirea-aduce duritate unui otel(rezistenta la abraziune)
-revenirea-in cazul unui otel care a fost supus tratamentului termic de calire combina  doua posibile proprietati ale unui otel : duritate si tenacitate.
Deocamdata atat despre tratamente termice, astept completarile si corectarile voastre, apoi voi continua.

Editat de torlek (2009-02-02 01:57:10)

Dragos Adrian
Qapla'

2

Re: tratamente termice (otel)

Multumim pentru informatii.
Sunt utile si o sa fim pe cei care ne intareaseaza din ce in ce mai bun teoreticieni in metalurgie.
Am si eu un dulap intreg de carti de specialitate, doar in Hunedoara exista un combinat maret si falnic, care se va inchide poate de tot.
Mai adaug la teorie de mai sus ca la armele medievale, spade, pumanle, lanci,  sulite etapele sunt cam aceleasi:
-normalizare,
( ca daca o luam de la Adam si Eva atunci iei minereul de fier si adaugi carbon si restul de prafuri, nitrati , siliciu etc. si trebuie sa ai o turnatorie si rudimentara, asa ca luam foaia de arc de preferat de la automobile germane)
-incalzire(foaie de arc)-decalire
-prelucrarea la cald (forjarea efectiva)sau la rece
-revenirea sau recalirea dupa finisaj, adica se reincalzeste otelul (850-880 'C)si se receste in ulei de transformator ,  in ulei de reductor sau alt fel de ulei sintetic cu minerale. Cel mai in tema cu metalurgia este prietenul si camaradul Gabriel Demeny-Vladislav Brat de Fier si el a mai forjat.
In rest eu lucrez mai mult cu forja aici in Hunedoara. In curand o sa postez ce sa mai confectionat la Hunedoara.(poze)
O seara buna si numai bine tuturor.

3

Re: tratamente termice (otel)

Prelucrarea metalelor prin forjare nu este o meserie ci o arta din punctul meu de vedere. Exista nenumarate procedee ce pot fi aplicate pentru a modifica structura si performantele fierului si al otelului. Cele 3 etape descrise mai sus sunt cel mai des intalnite dar trebuie mentionat ca pentru fiecare tip de fier procedeul difera putin. Difera pentru ca si structura chimica a metalului e diferita. Pentru a afla care tratament termic e cel mai bun puteti sa experimentati pe bucati de metal sau puteti sa va uitati in carti de specialitate.

4

Re: tratamente termice (otel)

Exista si alte tratamente termice specifice unor oteluri cu compozitii complexe, oteluri numite uneori ''exotice''.
  Ma voi limita la a descrie ''ce fac si apoi cum sunt facute'' cele 3 tratamente termice enumerate mai sus.
  NORMALIZAREA-scopul normalizarii este acela de a elimina orice stres interior pe care il poate avea un otel, stres capatat in urma diferitelor procedee de a obtine acel material : turnare, forjare, debitare, etc.
Pe langa eliminarea tensiunilor interne, normalizarea da unui otel tenacitate, sau ductilitate, adica o rezistenta la abraziune foarte redusa dar rezistenta la incovoiere mare. In clipa in care un otel este normalizat putem sa il prelucram prin aschiere sau forjare la rece cu usurinta si cu siguranta crescuta impotriva aparitiei nedorite de fisuri sau alte defecte, acum este adusa la forma apropiata de cea finala piesa respectiva
CALIREA-scopul calirii este de a ii aduce unui otel duritate mare sau rezistenta la abraziune dar rezistenta redusa la incovoiere.
Trebuie precizat ca inainte de a cali un otel este indicata ''aplicarea'' unui tratament de normalizare, deoarece eventualele prelucrari mecanice folosite pentru a aduce la forma foarte apropiata de cea finala pot produce stres in material.
  REVENIREA-scopul acestui tratament termic este de a combina intr-o masura cele doua caracteristici ale unui otel duritate si tenacitate.Practic este redusa duritatea dar otelul castiga la capitolul tenacitate.
  Trebuie sa ma opresc aici, dar voi continua-dupa eventuale corectari sau precizari din partea vostra-cu partea mai putin teoretica, adica la cea ''praftica'' :-) - preferata mea.
  Mai vreau sa va spun (scriu) ca de fapt nu sunt un teoretician, nu imi place teoria deloc dar ca sa pot sa fac ceva practic a trebuit sa ma informez mai inainte.

Dragos Adrian
Qapla'

5

Re: tratamente termice (otel)

Acum trebuie sa trec la partea practica, adica ''cum'' se fac aceste tratamente termice.
   Experinta mea este limitata doar la doua tipuri de otel : cel de scule-pile si cel de arc, doua tipuri de otel care sunt ''iertatoare'' cu lipsa de experienta a unui incepator.
   Mai trebuie sa precizez ca eu folosesc pentru incalzirea materialului in vederea prelucrarii la cald si pentru tratamente termice un ''cuptor'' cu mangal.
   NORMALIZAREA-inseamna incalzirea la temperatura ''critica'' urmata de o racire foarte lenta si uniforma.
  Am spus temperatura critica, care este aceasta ? variaza in functie de compozitia otelului, dar se afla in intervalul urmator : 800-900 de grade (celsius).
  Metode de a afla aceasta temperatura sunt multiple, unele moderne altele ''antice'' :
-moderne : termocuple, termocrete
-''antice'' : culoarea otelului incalzit.
  Dar aceste metode presupun fie dotari care nu sunt la indemana oricui fie o oarecare experienta. Avem noroc insa, mai exista o alta metoda aproape absoluta ca precizie si simpla : aflate la temperatura critica majoritatea otelurilor devin ''nonmagnetice'' ,adica, nu mai sunt atrase de un magnet, deci cand apreciem ca am ajuns la aceea temperatura daca apropiem un magnet de otel acesta nu mai este atras.
Incalzirea la temperatura critica, care se doreste a fi cat mai uniforma in toata masa piesei la care lucram, trebuie sa fie urmata (in cazul normalizarii) de o racire foarte lenta si de asemenea uniforma, 6-8 ore.
Mediul de racire poate fi nisip fin si uscat, rumegus dar de asemenea uscat-atentie insa exista pericolul de a se  aprinde acest rumegus.
  Normalizarea poate fi facuta o data sau de mai multe ori pentru orice siguranta, dar atentie orice incalzire la temperaturi mari aduce cu sine o posibila deteriorare a calitatii otelului.
  CALIREA-inseamna aducerea otelului la temperatura critica urmata de racire brusca.
Mediul de racire poate fi-in functie de compozitia otelului-apa, ulei (mineral, sintetic sau vegetal), aer, am enumerat cele mai importante trei medii de calire in functie de viteza de racire pe care o poate avea asupra unei piese de otel incalzit. Deci cel mai rapid mediu este apa, urmat de ulei si aer.
  Atentie insa unele oteluri nu permit calirea in orice mediu, fie nu se racesc suficient de repede fie prea repede, cazuri in care fie nu obtinem suficienta duritate fie obtinem ''prea multa''-fisuri in material sau deformari.
De aceea pentru evitare problemelor mediul de racire trebuie ales cu grija si eventual preincalzit pentru a reduce socul termic la care este supus otelul.
  Calirea este practic o ''tensionare controlata'' a otelului, insuficienta nu ne ajuta, prea multa poate distruge piesa respectiva.
  Dupa calire este absolut necesar tratamentul de revenire, altfel avem doar o bucata de otel dura dar foarte fragila, asemanatoare cu o bucata de sticla.
  REVENIREA-inseamna reincalzirea otelului pana la o temperatura de 200-300 de grade (celsius).
Cu cat este mai mare temperatura la care este incalzita piesa cu atat mai mica va fi duritatea dar va castiga tenacitate.
Precum v-ati dat seama metoda cu magnetul nu mai poate fi aplicata in cazul revenirii, temperaturile cu care se lucreaza nu mai sunt foarte mari.
Acum este necesara acumularea unei experiente pentru ca va trebui sa ''citim'' dupa culoare temperatura pe care o are otelul.Pentru a vedea aceste culori trebuie sa avem luciu metalic la suprafata otelului.
Culorile cresc in intesitate o data cu cresterea temperaturii, sa zicem ca plecam de la 200  de grade unde otelul are o culoare galben pai, apoi maron deschis, din ce in ce mai inchis, albastru, violet. Dupa incalzire exista doua posibilitati, racire in mediul folosit si la calire fie racire lenta, eu racesc-nu am rabdare sa astept sa se raceasca liber.
Incalzirea trebuie facuta cu grija, intr-o incapere iluminata si cu rabdare, temperatura poate creste foarte rapid si astfel sa obtinem o duritate mai mica decat ne dorim.
  Cam atat deocamdata, v-am scris si asa prea mult, sper sa aveti rabdarea sa cititi ce am scris si mai sper sa fi scris suficient de clar pentru ca toata experienta mea sa fie de folos cat mai multor pasionati.

Dragos Adrian
Qapla'

6

Re: tratamente termice (otel)

BRAVO.Esti tare. Dar anul asta vino la sfarsitul lui Iulie sau inceputul lui August la Hunedoara la Zilele Castelului si ne arati . Schimb de experienta.
Sau cand doresti tu ne anunti. Forja avemsi scule si experienta avem, nu suntem noi superi dar "ne descurcam". Asta o zic nu ca nu ar fi utile informatiile, sunt chiar foarte utile, dar sti cum este cu faptele sau cu practica. Si inca un lucru pune poze ce ai mai forjat sau ce ai forjat, daca se poate. Toate cele bune si respecte tuturor.

7

Re: tratamente termice (otel)

In general parametrii de normalizare, calire, revenire precum si mediile de calire potrivite variaza in limite destul de largi si sunt specifice marcii de otel prelucrat. Aceste date se pot afla cu usurinta din foaia de catalog a (STAS pe vremuri) otelului. Posibil sa gasesti aceste date pentru oteluri pe net dar va trebui sa afli denumirea AISI, BS, UNI, DIN sau AFNOR (astea sunt standardele care se folosesc in general in UE si SUA) a otelului pentru ca in romana slabe sanse sa gasesti asa ceva, daca nu ai pe cineva care lucreaza intr-o firma in domeniu.
Referitor la culorile otelului in functie de temperatura, mare grija la gradul de iluminare din spatiul in care faci aproximarea asta vizuala. Daca iti poti permite recomand un termometru cu laser (variante mai ieftine poti gasi de la 150Ron) daca nu, poti realiza destul de simplu un termometru cu termocupla tip K(plin netu de scheme dar presupune ceva cunostiinte de electronica). O varianta mai veche si foarte robusta este pirometrul, foarte simplu dar greu de facut rost de asa ceva pt ca nu se prea mai foloseste de ceva vreme, dar daca dai peste asa ceva intr-un targ nu ezita.
Am o serie de carti in format pdf pe domeniul asta daca te intereseaza. Toate in engleza.
Poti sa dai o geana aici http://steeluniversity.org/content/html … 2081272208 sunt explicate destul de bine procedeele si sunt si ilustrate grafic destul de bine.
Alte linkuri de interes:
http://info.lu.farmingdale.edu/depts/me … index.html
http://www.engr.ku.edu/~rhale/ae510/steel/sld001.htm
http://www.efunda.com/materials/alloys/ … ISI%206150 aici gasesti compozitii si proprietati ale otelurilor

Am sa fac si o lista cu cartile pe care le am dar asta o sa mai dureze ceva vreme.

Editat de Vladislav (2009-02-05 23:11:14)

Natas ibi ubi ferrum nascitur.

8

Re: tratamente termice (otel)

Precum am spus am facut lista cu carti. Imi cer scuze pt intarziere insa nu am avut acces la PC si internet zilele astea.

1.Handbook of lost wax or investment casting - James E. Sopcak
2.ALLOY STEELS, THEIR COMPOSITION, CHARACTERISTICS,STRENGTH AND HEAT-TREATMENT - E. F. LAKE
3.BLACKSMITH SHOP PRACTICE ARRANGEMENT AND EQUIPMENT FORGING OF HOOKS AND CHAINS WELDING - JAMES CRAN
4.Blacksmiths craft Part 1-5 (An introduction to smithing for apprentices and craftsmen)
5.Blacksmiths Illustrated manual part 1-11
6.BOLT, NUT AND RIVET FORGING - DOUGLAS T. HAMILTON
7.CASEHARDENING METHODS EMPLOYED IN THE AUTOMOBILE,BICYCLE, BALL AND ROLLER BEARING AND ALLIED 8.TRADES-CASEHARDENING SHAFTING - NEW CASEHARDENING METHODS - CASEHARDENING BY GAS
9.CATALOGUE OF DRAWINGS FOR WEATHERVANES
10.CATALOGUE OF DRAWINGS FOR WROUGHT IRONWORK
11.THE COMPLETE Practical Machinist: EMBRACING LATHE WORK, VISE WORK, DRILLS AND DRILLING, TAPS AND DIES, HARDENING AND TEMPERING, THE MAKING AND USE OF TOOLS, TOOL GRINDING, MARKING OUT WORK, ETC. - JOSHUA ROSE
12.COMPOSITION AND HEAT TREATMENT OF STEEL - E. F. LAKE
13.THE CUPOLA FURNACE: A PRACTICAL TREATISE ON THE CONSTRUCTION AND MANAGEMENT FOUNDRY CUPOLAS - EDWARD KIRK
14.DECORATIVE IRONWORK PART 1-2
15.DESIGNS OF SEVEN TEST KILNS - R.T. STULL AND R.K. HURSH
16.DRAWING & ENGRAVING A BRIEF EXPOSITION OF TECHNICAL PRINCIPLES & PRACTICE - PHILIP GILBERT HAMERTON
17.DROP-FORGING DIES AND DIE-SINKING - CHESTER L. LUCAS AND J. WILLIAM JOHNSON
18.Drop Forging, Die Sinking and Machine Forming of Steel - JOSEPH V. WOODWORTH
19.THE ELECTRIC FURNACE: ITS CONSTRUCTION, OPERATION AND USES - ALFRED STANSFIELD, D.Sc.
20.THE ELECTRIC FURNACE: ITS EVOLUTION, THEORY AND PRACTICE - ALFRED STANSFIELD, D.Sc
21.The Electric Furnace - Henri Moissan
22.The Electric Furnace - J.N. Pring
23.THE ELECTRO-METALLURGY OF STEEL - C. C. GOW
24.Elementary Forge Practice - ROBERT H. HARCOURT
25.ELEMENTARY PRACTICAL METALLURGY: IRON AND STEEL - PERCY LONGMUIR
26.ENGRAVING AND ETCHING - DR. PR. LIPPMANN
27.ENGRAVING FOR ILLUSTRATION Historical and Practical Notes - JQSEPH KIRKBRIDE
28.FARM BLACKSMITHING - JOHN F. FRIESE
29.FARM SHOP WORK PRACTICAL MANUAL TRAINING - GEORGE M. BRACE, D.D. MAYNE
30.FORGE-PRACTICE AND HEAT TREATMENT OF STEEL - JOHN LORD BACON
31.FORGE-PRACTICE (ELEMENTARY) - JOHN LORD BACON
32.FORGE WORK - WILLIAM L. ILGEN
33.FORGECRAFT - CHARLES PHILIP CROWE
34.Furnace Efficiency Combustion and Flue Gases - JAMES C. PEEBLES, M.M.E.
35.HANDBOOK OF ART SMITHING - FRANZ SALES MEYER
36.HARDENING AND TEMPERING - E.R. MARKHAM
37.THE HARDENING AND TEMPERING OF STEEL In Theory and Practice - FRIDOLIN REISER
38.Hardening, Tempering, Anneallng AND Forging of Steel - JOSEPH V. WOODWORTH
39.HEAT TREATMENT OF STEEL HARDENING-TEMPERING CASE-HARDENING - RALPH BADGER, J.E. Storey, J.F. Sallows
40.HEAT-TREATMENT OF STEEL - ERIK OBERG, A.S.M.E.
41.THE HEAT TREATMENT OF TOOL STEEL - HARRY BREARLEY
42.HIGH-SPEED STEEL - O.M. BECKER
43.HIGH-SPEED AND CARBON TOOL STEELS
44.INGOTS AND INGOT MOULDS - ARTHUR W. BREARLEY, HARRY BREARLEY
45.LEAD-SMELTING - MALVERN WELLS ILES, PH.D.
47.MACHINE BLACKSMITHING - JAMES CRAN
48.MACHINE FORGING - DOUGLAS T. HAMILTON
49.Making a saddle 1-2
50.Making a weel 1-3
51.The Manufacture and Properties of IRON AND STEEL - HARRY HUSE CAMPBELL
52.MANUFACTURE OF IRON - FREDERICK OVERMAN
53.Manufacture of Metallic Articles Electrolytically. Electro-Engraving - DR. W.PFANHAUSER
54.MANUFACTURE OF STEEL: CONTAINING THE PRACTICE AND PRINCIPLES OF WORKING AND MAKING STEEL - FREDERICK OVERMAN
55.THE MECHANICIAN, A TREATISE ON THE CONSTRUCTION AND MANIPULATION OF TOOLS - CAMERON KNIGHT
56.THE METALLOGRAPHY AND HEAT TREATMENT OF IRON AND STEEL - ALBERT SAUVEUR
57.METALLURGY OF CAST IRON - THOMAS D. WEST
58.METALS FOR ENGINEERING CRAFTSMEN
59.Metalworking - The Complete Metalsmith - Tim McCreight
60.Modern Blacksmithing RATIONAL HORSE SHOEING AND WAGON MAKING - J.G. HOLMSTROM

61
----------------
MACHINE MOLDING
FOUNDRY APPLIANCES
MALLEABLE CASTING
BRASS FOUNDING
BLACKSMITH-SHOP EQUIPMENT
IRON FORGING
TOOL DRESSING
HARDENING AND TEMPERING
TREATMENT OF LOW-CARBON STEEL
HAMMER WORK
MACHINE FORGING
SPECIAL FORGING OPERATIONS
^^
||
Toate in aceeasi carte
----------------
62.OXY-ACETYLENE WELDING PRACTICE -  ROBERT J. KEHL, M.E.
63.OXY-ACETYLENE WELDING - S.W. CILLER, M.E.
64.PRACTICAL BLACKSMITHING - M.T. RICHARDSON, Vol 1-4
65.PRACTICAL HORSESHOER - M.T. RICHARDSON
66.PRESERVATION OF IRON AND STEEL BY MEANS OF PASSIVIFYING FACTORS - THOMAS GORDON THOMPSON
67.STEEL: A MANUAL FOR STEEL-USERS - WILLIAM METCALF
68.STEEL IT'S SELECTION, ANNEALING, HARDENING AND TEMPERING - E.R. MARKHAM
69.STEEL AND IRON - WILLIAM HENRY GREENWOOD
70.STEEL AND ITS HEAT TREATMENT - DENISON K. BULLENS
71.STEEL THERMAL TREATMENT - JOHN W. URQUHART
72.The American Steel Worker - E.R. Markham
73.THE CASE-HARDENING OF STEEL - HARRY BREARLEY
74.THE EFFECTS OF COLD-WORKING ON THE ELASTIC PROPERTIES OF STEEL J.A. VAN DEN BROEK
75.TOOL-STEEL: A CONCISE HANDBOOK ON TOOL-STEEL - OTTO THALLNER
76.WROUGHT IRONWORK GATES PART 1-6
77.WROUGHT IRONWORK PART 1-6

Cine este interesat sa dea un mesaj cu ce carti il intereseaza si voi posta linkuri spre ele. Dimensiunea variaza intre 10MB si 150MB toate in format pdf.

Natas ibi ubi ferrum nascitur.

9

Re: tratamente termice (otel)

Sper ca aceste grafice să vă fie de folos!

http://img341.imageshack.us/img341/6853/84287759.jpg
http://img31.imageshack.us/img31/3361/imag0257v.jpg

10

Re: tratamente termice (otel)

Va salut,

pentru tratarea termica a otelului D2 (w1.2379) am gasit urmatoarele si vroiam sa va intreb daca este corect si daca a mai incercat cineva si cu ce rezultate, multumesc frumos!

- Se impacheteaza in folie stainless steel - a se feri de aer

-Se preincalzeste intr-un interval de peste 45` pana la 600 grade.

-Cresti temperatura pana are o culoare rosie uniforma (1100 de grade) si se mentine la aceasta temperatura ( soak time ) 5-10 minute - cazul unui cutit.

(soak time = 1ora / 2.5cm grosime)

Se scoate si se lasa sa se raceasca la temperatura camerei pana ajunge la ~60 grade celsius.

REVENIRE:
Se pune in cuptorul de bucatarie ( timp de doua ore )  si lasa-l sa se raceasca la temperatura camerei.

In functie de temperatura cuptorului, mai jos avem HRC-ul:
None     64  (astea sunt in grade Fahrenheit, se imparte aproximativ la 2 pt. Celsius )
400     60
500     58
600     58
700     58
800     57
900*     58/60
960*     58/60
1000     56
1100     48
1200     40