Tipuri de oţel

Oţelurile inoxidabile sunt acele aliaje pe bază de fier, crom şi carbon care pot conţine şi alte elemente, cum ar fi Ni, Mo, Si etc., a căror caracteristică principală este rezistenţa la coroziune. Această caracteristică se datorează capacităţii lor de pasivizare în prezenţa unui mediu oxidant (prin urmare şi la aer). Pasivizarea constă în formarea unui strat invizibil de oxid (variabil în funcţie de compoziţia chimică a oţelului, de tratamentul termic şi de tipul de mediu oxidant), care constituie o barieră în calea oxidării ulterioare şi, prin urmare, a coroziunii şi care, dacă este îndepărtat, se formează din nou, în mod spontan.

Clasele în care se împart:

• Oţeluri austenitice

• Oţeluri martensitice

• Oţeluri feritice

• Oţeluri Duplex / Super Duplex



OŢELURI AUSTENITICE

Sunt oţeluri inoxidabile care conţin Cr (16 - 20%), Ni (7 - 18%) şi unele tipuri conţin Mo (2 - 6%), cu un procent de carbon de obicei sub 0,08%. Prezenţa elementelor de stabilizare, de exemplu Ti, îmbunătăţeşte suplimentar rezistenţa la coroziune, în special la coroziunea intergranulară şi, în acelaşi timp, conferă o rezistenţă sporită la expunerea la temperaturi mari.

OŢELURI MARTENSITICE

Sunt oţeluri ce conţin doar crom (11% - 18%) şi posibil, mici cantităţi din alte elemente. Caracteristica fundamentală a acestor oţeluri este îmbunătăţirea proprietăţilor mecanice printr-un tratament termic de călire şi de răcire.

OŢELURI FERITICE

Sunt oţeluri ce conţin crom (12-27%) şi carbon, în general ≤ 0,20%, cu eventuale mici adăugiri de alte elemente. Caracteristica principală a acestora este faptul că îşi păstrează structura feritică la orice temperatură şi prin urmare nu sunt susceptibile măririi caracteristicilor mecanice, prin tratamente termice.

OŢELURI DUPLEX / SUPER DUPLEX

Termenul Duplex derivă din faptul că materialul are o microstructură în două faze, formată din granule de oţel feritic şi austenitic încorporate în acelaşi material. Termenul Super Duplex se referă la oţelul duplex care are calităţi superioare datorită conţinutului de crom, nichel şi molibden pentru îmbunătăţirea rezistenţei la coroziune.

CLASIFICAREA OŢELURILOR CARBON

Oţelurile utilizate de noi, prevăzute de standardul de executare a racordurilor EN 10253-2, pot fi clasificate în două moduri:

COMPOZIŢIE CHIMICĂ:

• OŢEL CARBON: P235TR1, P235TR2, P235GH, P265GH, P265GH, P265NL, P355NH, P355NL1, L290NB, L360NB, L360QB, L415NB, L415QB, L450QB.

• OŢELURI SLAB ALIATE, când conţin în structura lor elemente în aliaj (crom, nichel, molibden etc) în cantitate de sub 5%, atât ca sumă a elementelor cât şi ca valoare unică, dacă conţin un singur element: 16Mo3, 13CrMo4-5.

• OŢELURI PUTERNIC ALIATE, când conţin în structura lor elemente în aliaj (crom, nichel, molibden etc) în cantitate de peste 5%, atât ca sumă a elementelor cât şi ca valoare unică, dacă conţin un singur element: X11CrMo9-1, X11CrMoVNb9-1.

CONDIŢII DE UTILIZARE:

OŢELURI PENTRU UTILIZAREA LA TEMPERATURI ÎNALTE: P235GH, P265GH, 16Mo3, 13CrMo4-5, P355NH.

OŢELURI PENTRU UTILIZAREA LA TEMPERATURI MICI: P265NL, P355NL.

• OŢELURI CU UZURĂ MARE: L290NB, L360NB, L415QB, L450QB.

TRATAMENTE TERMICE

Tratamentul termic este definit ca operaţiunea sau succesiunea de operaţiuni, în cazul unui tratament complex, în timpul căreia oţelul este supus unuia sau mai multor cicluri termice, adică unor variaţii cu limite determinate ale temperaturii, în funcţie de timp. În mod normal, un ciclu termic implică încălzirea la o anumită temperatură, menţinerea la această temperatură pe o perioadă dată şi în cele din urmă răcirea la temperatura mediului, prin diferite modalităţi, în funcţie de efectele dorite.

NORMALIZAREA

Constă în încălzirea la o temperatură de peste AC3 (= temperatura la care, în timpul încălzirii, începe formarea austenitei), pe o perioadă suficientă pentru austenitizarea completă a materialului, urmată de răcirea în aer static sau în mişcare. Este efectuată în general pe piese brute, prelucrate la cald pentru finisarea şi uniformizarea suprafeţei, cu scopul de a pregăti oţelul pentru următoarele tratamente termice.


RECOACERE

Scopul recoacerii este acela de a înmuia oţelul, pentru a putea rezista la prelucrările mecanice şi / sau plastice, de a elimina tensiunile reziduale şi de a elimina efectele deformării plastice, sudurii sau ale unui tratament termic anterior. Există diferite cicluri de recoacere (subcritică, izotermică) care sunt aplicate în funcţie de duritatea şi structurile necesare pentru un anumit tip de prelucrare.

CĂLIRE

Tratamentul de călire presupune o încălzire de austenitizare, urmată de o răcire până la o temperatură sub MS (= temperatură la care, în timpul răcirii, începe transformarea austenitei în martensită) suficient de rapid pentru a permite transformarea în martensită, structură cu o duritate şi fragilitate sporite.

RĂCIRE

În starea de călire, oţelul este foarte dur însă nu foarte rezistent. Prin urmare este necesară executarea unui tratament ulterior care să îi modifice mai mult sau mai puţin structura martensitică de călire, anulând tensiunile şi fragilitatea. Acest tratament, denumit răcire, cuprinde încălzirea la o temperatură sub AC1 (temperatură la care, în timpul încălzirii, austenita începe să se transforme), menţinerea pe o anumită perioadă la această temperatură şi în cele din urmă, răcirea printr-un mijloc adecvat, până la temperatura mediului.

SOLUBILIZAREA

Constă în încălzirea la o temperatură cuprinsă în general între 1000 şi 1100°C, cu o menţinere a acestei temperaturi pe o perioadă suficientă pentru a elimina modificările structurale cauzate de prelucrările anterioare şi pentru a efectua o „solubilizare“, dacă se poate completă, a carburilor din austenită. Răcirea ulterioară, cu aer sau apă, trebuie să fie suficient de rapidă încât să împiedice precipitarea din nou a carburilor care, în cazul răcirii lente, are loc în general în intervalul între aprox. 450 şi 850°C.
Prin acest tratament se obţine cel mai mare grad de înmuiere a oţelurilor inoxidabile austenitice.

ASANARE IZOTERMICĂ

Asanarea izotermică se face prin încălzire la temperatura normală de călire urmată de stingerea rapidă în baie de săruri la o temperatură peste MS, de circa 10° - 30°, până la transformarea completă a austenitei.

DETENSIONARE

În cazul oţelurilor de ranforsare sau cu autocălire, pentru a scădea şi, pe cât posibil, pentru a anula tensiunile reziduale produse de călire, menţinând valori înalte ale durităţii, se recurge la tratamentul de detensionare, care constă într-o încălzire la temperaturi sub 250°C. În acest caz, nu există modificări structurale semnificative.