Studii și cercetări privind tratamentele termice și transformările care au loc în oțeluri

1. Transformări principale în oțeluri

În stare de echilibru, oțelurile vor prezenta structuri corespunzătoare diagramei Fe - Fe3C. Dacă din domeniul austenitic se face răcirea unui oțel cu viteză foarte mare se va realiza transformarea A- M. Martensita este o soluție solidă de inserție a carbonului în Fex în stare suprasaturată. Se admite în primă aproximație că oțelurile prezintă trei structuri principale: austenita, perlita și martensita. Aplicând teoria termodinamică se pot aprecia transformările principale din oțeluri. Pe baza încercărilor de laborator, energiile libere ale austenitei, perlitei și martensitei scad pe măsura ridicării temperaturii oțelului și este posibil, conform principiului energiei libere minime să apară fie stabilități, fie transformări ale acestor constituenți structurali (fig. 1.1).

Fig. 1.1 Tabloul transformărilor principale în oțeluri

Din studiul acestei scheme rezultă că au loc următoarele transformări principale:

I. Transformarea perlitei în austenită (P- A) care are loc la temperaturi superioare punctului A1, când energia liberă a perlitei este mai mare decât a austenitei.

II. Transformarea austenitei în perlită (A- P), care are loc la temperaturi inferioare punctului A1, când energia liberă aperlitei este mai mică decât a austenitei.

III. Transformarea austenitei în martensită (A- M) se petrece la grade de subrăciri mari, sub temperatura punctului MS când energia liberă a martensitei este mai mică.

IV. Transformarea martensitei în perlită (M- P) care poate avea loc la orice temperatură, dat fiind faptul că FM > FP în tot domeniul.

V. Transformarea martensitei în austenită prin intermediul perlitei.

I. Transformarea P- A.

Se petrece la temperaturi mai mari de 723 ℃. Transformarea are loc după reacția (fig. 1.1):

Fea(C) + Fe3C - Feg(C)

0,02 %C 6,67 %C 0,8 %C

Este o transformare guvernată de legile difuziei și ca atare va fi influențată de temperatura de încălzire. La temperaturi superioare punctului A1 se produce difuziunea C din cementită spre ferită și cu timpul are loc formarea austenitei în cantități tot mai mari. Structura nouă, austenita, se formează pe suprafața de separație a celor două faze existente.