Influenţa compoziţiei chimice asupra indicatorilor de prelucrabilitate – partea II

Influenţa compoziţiei chimice asupra indicatorilor de prelucrabilitate

continuare din numărul anterior

SULFUL

Sulful este un solid galben, insolubil în apă, dar solubil în sulfură de carbon, benzen, toluen sau petrol; are o densitate mai mare decât apa, este un conductor slab de căldură și electricitate (adică este un izolator), este fragil (cu duritate scăzută) și apare în două forme cristaline diferite (rombic, monoclinic). Ambele forme cristaline sunt molecule S8 octoatomice în zigzag. Tranziţia între forme are loc la 95,50 ° C. Sulful este un element reactiv și la temperaturi ridicate reacţionează cu majoritatea metalelor pentru a forma sulfuri, cu excepţia platinei, iridiului și aurului. Influenţa exercitată de prezenţa sulfului asupra unor proprietăţi fizice și mecanice, precum și asupra prelucrării, în cazul oţelurilor, i‐au fost dedicate un număr semnificativ de teste. În principiu, se crede că sulful are un efect benefic asupra performanţei de prelucrabilitate, dar contribuie la deteriorarea proprietăţilor precum rezistenţa la tracţiune, elasticitatea, sudabilitatea, rezistenţa la coroziune, ductilitatea la cald etc.

Prin urmare, este necesar să se studieze mai profund mecanismul de acţiune al sulfului asupra fenomenelor asociate tăierii. În primul rând, se știe că prezenţa sulfului atenuează formarea așchiilor. În al doilea rând, sulful contribuie la așa‐numita lubrifiere a suprafeţelor dintre așchie și sculă, ceea ce duce direct la o scădere a forţelor de frecare, la o scădere a forţei de tăiere și, evident, la o creștere a duratei de viaţă a sculei. În cele din urmă, merită

menţionată facilitarea deformării și forfecării materialului în prezenţa unui conţinut ridicat de sulf în oţeluri.

Figură 7 Structura moleculară a sulfului

Figura 1 Structura moleculară a sulfului

Cu toate acestea, ar fi o greșeală studierea efectului sulfului din oţel asupra prelucrabilităţii fără a lua în considerare o serie de elemente, cum ar fi: natura compușilor chimici formaţi pe bază de sulf, forma și distribuţia acestora. Astfel, schimbarea fenomenelor de deformare și forfecare a materialelor în faţa vârfului sculei este asociată cu acţiunea unui concentrator de stres creat de incluziunile de sulf: incluziunile globulare sunt mai eficiente din acest punct de vedere. Este posibil să se obţină incluziuni de această formă prin introducerea elementelor precum seleniu, telur și ceriu în oţel. Orientarea sulfurilor poate modifica, de asemenea, valorile de prelucrabilitate. Se poate vedea (Fig. 2) că viteza de tăiere compatibilă este mai mare la prelucrarea în direcţie transversală decât în direcţia longitudinală. Sulfurile sunt de obicei sub formă de incluziuni alungite în direcţia de laminare. În cazul prelucrării longitudinale, strunjirea a fost efectuată în conformitate cu direcţia de laminare, iar pentru prelucrarea în direcţie transversală, strunjirea a fost efectuată într‐o direcţie perpendiculară pe direcţia de laminare. Astfel, a apărut o dependenţă a unor indicatori de prelucrabilitate de direcţia de forfecare a așchiilor din faţa sculei.

Figura 2 Influenta orientarii incluziunilor de sulf asupra vitezei de aschiere compatibile

Figura 2 Influenta orientarii incluziunilor de sulf asupra vitezei de aschiere compatibile

În oţeluri, sulful poate fi prezent într‐o cantitate de la 0,15 la 0,30% (aproximativ). Cantitatea de sulf

în aceste limite în cazul oţelurilor inoxidabile permite o creștere a vitezei de așchiere și o rupere convenabilă a așchiilor. Se poate arăta, de asemenea, că, în general, oţelul inoxidabil este un oţel greu de prelucrat, dar poate fi prelucrat în condiţii mai bune decât oţelul inoxidabil obișnuit, tocmai datorită prezenţei aditivilor precum sulful, plumbul, etc. Diagrama din figura 3 scoate în evidenţă măsura în care conţinutul de sulf afectează durabilitatea sculei așchietoare. Un aspect interesant este relevat de diagrama din figura 3, aspect legat de influenţa incluziunilor de sulf asupra prelucrabilităţii. 

Figură 3 Influența mărimii și a numarului incluziunilor cu sulf

Figura 3 Influența mărimii și a numarului incluziunilor cu sulf

Se poate considera prin urmare, că utilizarea de sulf se soldează cu consecinţe favorabile în cazulunor materiale cu prelucrabilitate scăzută, cum ar fi oţelurile inoxidabile austenitice și martensitice.Într‐un astfel de caz, un conţinut de sulf de 0,1%, la un nivel al manganului de 0,05%, a permis ocreștere a prelucrabilităţii cu 30...40%. În unele cazuri, prezenţa sulfului în oţeluri este strâns legată de conţinutul de mangan. De aceea, se recomandă ca în oţelurile cu sulf de înaltă performanţă, raportul dintre mangan și sulf să fie de cel puţin 8: 1, lucru necesar nu numai la formarea compușilor sulfuraţi de mangan, ci și la posibilitatea formării sulfurii de fier, care este, de asemenea, dispersat la marginea granulei și poate ajuta la îmbunătăţirea prelucrabilităţii. 

Trebuie avut în vedere faptul că utilizarea sulfului în oţel duce la deteriorarea unor proprietăţi fizice și mecanice, sudabilitatea sau unele dintre proprietăţile legate de rezistenţa la coroziune. În fonta convenţională, conţinutul de sulf variază între 0,005 ... 0,15% . Această compoziţie are efectul său antigrafitizant în transformarea secundară. Sulful, în special în cazul fierului și sulfurii de fier, crește rezistenţa la tracţiune și care creează o suprafaţă dură în structură, ceea ce reduce proprietăţile sale mecanice.

 Rezultatul acestui efect negativ este reducerea conţinutului de sulf din fonte.În aceste aliaje, sulful se poate găsi sub formă de sulfură de fier sau sub formă de sulfură de mangan. Raportul între conţinutul de mangan și cel de sulf este important, deoarece de el depinde forma și numărul separaţiilor de grafit. 

Cercetările întreprinse în scopul observării influenţei raportului dintre mangan și sulf asupra prelucrabilităţii fontelor, au evidenţiat faptul că pentru ca manganul să nu exercite o influenţă negativă raportul Mn/S trebuie să fie cuprins între 2,63....2,95. În aceste aliaje, sulful poate fi găsit sub formă de sulfură de fier sau sulfură de mangan. Relaţia dintre conţinutul de mangan și sulf este importantă. Acest lucru se datorează faptului că forma și cantitatea fulgilor de grafit depind de aceasta. 

Într‐un studiu pentru a observa efectul relaţiei dintre mangan și sulf asupra prelucrabilităţii fontei, raportul Mn / S a fost de 2,63 ... 2,95, astfel încât manganul nu a avut un efect advers. Am demonstrat până în prezent faptul că înţelegerea mai bună a proceselor de așchiere duce la creșterea productivităţii și involuntar la creșterea profitabilităţii. 


Solicitaţi o evaluare a secţiei de producţie și veţi primi un raportul tehnic ce cuprinde analiza factorilor ce influenţează procesul de așchiere și recomandările noastre pentru optimizarea lor

.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *