Defectele Materialelor Metalice

1. Clasificare si terminologie

Elaborarea materialelor metalice este un proces tehnologic complex in a carui desfasurare intervin o serie de factori, care favorizeaza mai mult sau mai putin prezenta discontinuitatilor in material. Aceste discontinuitati mai mici sau mai mari, in unele cazuri, intra in categoria defectelor admise iar in altele ele constituie defecte neadmise pentru instalatia careia i-a fost destinat materialul respectiv.

Dimensiunea unei instalatii se realizeaza, in principiu, printr-un calcul de rezistenta in care se introduc si valori ale caracteristicilor mecanice ale materialelor, valori stabilite prin incercari pe epruvete de forme si dimensiuni standardizate, sau chiar pe cateva piese dintr-un lot. Caracteristicile mecanice sunt reglementate prin standarde de produs, cataloage, prospecte ale furnizorului etc.

Este cunoscut faptul ca prezenta discontinuitatilor in materialele metalice influenteaza proprietatile mecanice ale acestora. Prezenta discontinuitatilor se datoreaza:

- procesului de elaborare a materialului (turnare),

- procesului de fabricatie a pieselor (forjare, laminare, sudura, tratament termic),

- functionarii, ca urmare a solicitarilor, la care este supus materialul (coroziune, fisurare etc.).

Aceste discontinuitati existente in mod inevitabil in material, sunt considerate defecte admise sau neadmise in functie de marimea acestora, numarul lor si locul unde se gasesc situate.

Examinarea vizuala a materialului pe diverse faze, evideantiaza discontinuitatile suprafetei exterioare, in cazul ca acestea au o anumita marime.

Pentru a pune in evidenta insa, discontinuitatile din interiorul materialului, acesta este supus (un numar de piese) prin sondaj la incercari distructive, rezultatul lor permitand tragerea unor concluzii cu privire la calitatea unui intreg lot de piese.

Discontinuitatile in structura materialelor metalice, din care sunt confectionate piesele, se pot pune in evidenta prin incercari nedistructive. Una din metodele de incercari nedistructive curent utilizate in practica este metoda ultrasonica. Utilizarea cu succes a metodelor ultrasonice in evidentierea discontinuitatilor in structurile metalice ale pieselor este conditionata de cunoasterea provenientei, a formei sau a orientarii probabile a discontinuitatilor, astfel incat in final sa se poata stabili cu exactitate prezenta sau absenta acestora.

Odata depistate, discontinuitatile, trebuie confruntate cu prevederile standardelor, normelor sau conditiilor tehnice contractuale, care stabilesc daca acestea sunt admisibile, inadmisibile sau remediabile.

2. Defectele pieselor turnate

Unul din procesele de elaborare a piselor este turnarea, proces in timpul caruia in structura materialului pot sa apara o serie de defecte.

Prin defect al unei piese turnate se intelege orice abatere de la forma, dimensiunile, masa, aspectul exterior, macrostructura, microstructura, sau proprietatile mecanice si chimice ale piesei, prescrise de standardele, normele, sau conditiile tehnice contractuale.

Defectele pieselor turnate sunt clasificate pe grupe si categorii in STAS 782-64.

Redam in tabelul 1, clasificarea pieselor turnate pe grupe si categorii.

Insistam in cele ce urmeaza asupra caracteristicilor acelor discontinuitati (defecte), existente in interiorul pieselor turnate si care pot fi evidentiate prin metode ultrasonice.

Tabelul 1

Grupa de defecte Categorii de defecte

Denumirea defectului Simbolul Denumirea defectului

1 Forme, dimensiuni si mase

necorespunzatoare DT 11

DT 12

DT 13

DT 14

DT 15

DT 16

DT 17

DT 18 Umplere incompleta

Dezaxare

Bavura

Umflatura

Deformare

Deteriorare mecanica (stirbire)

Dimensiune necorespunzatoare

Masa necorespunzatoare

2 Defecte de suprafata DT 21

DT 22

DT 23

DT 24

DT 25

DT 26

DT 27

DT 28

DT 291

DT 292

DT 293

DT 294 Aderenta

Repriza

Crusta

Excrescenta

Creasta

Picatura

Arsura

Adancitura, urma de lovire, deteriorare

Carie

Rugozitate necorespunzatoare

Cuta

Fagure

3 Crapaturi DT 31

DT 32 Crapatura la cald

Crapatura la rece

4 Goluri DT 41

DT 42

DT 43

DT 44

DT 45

DT 46 Suflura

Sita (sufluri aciculare)

Retasura

Microretasura

Porozitate de contractie

Microsulfura (porozitate gazoasa)

5 Incluziuni DT 51

DT 52

DT 53

DT 54

DT 55 Incluziune de zgura

Incluziune de amestec de formare

Incluziune nemetalica

Picatura rece

Incluziune metalica

6 Defecte de structura DT 61

DT 62

DT 63

DT 64

DT 65

DT 66 Licuatie

Necorespondenta marimii grauntelui

Zona dura

Segregatie

Necorespondenta structurii

Strat decarburat

7 Compozitie chimica, caracteristici mecanice si fizice necorespunzatoare DT 71

DT 72

DT 73 Neconcordanta compozitiei chimice

Neconcordanta caracteristicilor mecanice

Neconcordanta proprietatilor fizice

Crapatura la cald cu o forma neregulata, cu margini zdrentuite si suprafata oxidata este un defect care apare la temperaturi mari, sau in timpul tratamentului termic, reprezentandu-se schematic ca in figura 1.

Figura 1. Crapatura la cald

Sulura interioara este un gol in cadrul piesei turnate, care in majoritatea cazurilor are forma rotunjita (sferica sau alungita) cu suprafete netede, curate, de culoare argintie; rareori sunt oxidate sau prezinta culori de revenire; apare sub forma de sufkuri izolate, in cuib, sau in grup si se reprezinta schematic ca in figura 2.

Figura 2. Sulfura interioara

Site, sau sufluri aciculare, sunt goluri mici alungite, cu suprafata neteda, orientate perpendicular pe suprafata piesei si amplasate la o adancime de 2...3 mm sub suprafata. Dupa tratamentul termic al piesei, aceste goluri sunt descoperite, luand aspectul unei site. Reprezentarea schematica este data in figura 3.

Figura 3. Sita ( sulfuri aciculare)

Retasura interioara este un gol inchis in corpul piesei turnate, cu suprafata rugoasa, sau microcristalina, de obicei oxidata, care se formeaza in piesa turnata sub influenta contractiei, in timpul solidificarii. Uneori retasura apare ca o adancitura pe suprafata piesei turnate si se reprezinta schematic ca in figura 4.

Figura 4. Retasura interioara

Microretasura este o acumulare locala de goluri mici, uneori microscopice, cu structura macrogranulara si poroasa, cauzata de contractia metalului in timpul solidificarii (fig.5).

Figura 5. Microretasura

Porozitatea de contractie apare sub forma unor goluri intercristaline, invizibile cu ochiul liber, constituite din zone afinate in corpul piesei, cauzate de contractia metalului in timpul solidificarii.

Microsuflura sau porozitatea gazoasa apare sub forma unor goluri punctiforme mici, repartizate neregulat in peretii piesei turnate, datorate gazelor aflate in metalul lichid si separate in timpul silidificarii. Se intalneste in general in aliajele metalelor neferoase.

Incluziunea de zgura este un gol inchis in corpul piesei turnate, umplut total sau partial cu zgura si se reprezinta schematic ca in figura 6.

Defectele materialelor metalice