Aspecte tehnologice privind tratamentul termic de nitrurare în mediu gazos în cadrul Mefin SA Sinaia

Introducere

MEFIN S.A. (“MEFIN”) este o societate pe acțiuni înființată în 1892 producătoare de componente automobile și de sisteme de injecție diesel de talie mondială.

Produsele MEFIN sunt instalate pe tractoare diesel, camioane, vehicule de pasageri, echipamente industriale și de construcții, generatoare și stivuitoare. MEFIN este lider în industria de injecție tradițională cu motorină având peste 120 de ani în prelucrabilitate și peste 60 de ani de experiență în fabricarea sistemelor de injecție diesel de talie mondiala și a intrat recent în segmentul de injecție diesel de ultimă generație, Common Rail.

După căderea regimului Comunist în 1989, MEFIN a devenit o societate comercială înregistrată la Camera de Comerț și Industrie a județului Prahova; J29/105/05.03.1991. MEFIN a fost privatizată în Iunie 2003 de către Guvernul Romaniei. DCI WALBRIDGE PARTNERS, Ltd. ("DCIWP"), membru al WALBRIDGE GROUP, cu sediul în Detroit, Michigan, U.S.A. (www.walbridge.com), a achiziționat pachetul majoritar de acțiuni al MEFIN. DCIWP deține în prezent peste 80% din MEFIN.

DCIWP a adus o nouă echipă de management la conducerea societății și a început un program strategic de restructurări axat pe investiții în pregătire profesională, infrastructură, echipamente și produse noi. Obiectivul programului strategic de restructurări este să aducă calitatea și eficiența producției MEFIN la standarde occidentale și să creeze o bază de producție care să asigure succesul companiei pe termen lung.

Considerații generale

Tratamentele termice sunt procedee tehnologice, care constau din încălziri și mențineri la anumite temperaturi, urmate de răciri cu viteze determinate, în cursul cărora au loc transformări structurale, care produc la rândul lor modificări corespunzătoare ale proprietăților tehnologice și de exploatare ale materialelor metalice.

Prin nitrurare se înțelege procesul de saturare cu azot a straturilor superficiale ale pieselor de oțel.

În domeniul de concentrații 0 ÷ 12 % N, la temperaturi mai mici decât 590 ℃, se formează următoarele faze de echilibru:

soluția solidă α (ferită cu azot), conținând maximum 0,42 % N la 590 ℃, mai dură decât ferita obișnuită și mai rezistentă la coroziunea atmosferică:

are tendința de a provoca îmbătrânirea termică prin supradizolvare de azot la răcirea rapidă, de la temperaturi mai mari de 500 ℃, și ulterioară reîncălzirea sub 500 ℃ sau menținere îndelungată, ca urmare a separării de nitruri fragile, la marginea grăunților;

faza γ (Fe4N), fază de interstiție (rețea CFC), are cea mai mare duritate (450 ÷ 500 HV), fiind utilă la solicitările de eroziune, cavitație, presiune de contact redusă; prezintă instabilitatea la temperaturi relativ joase și în prezența vaporilor de apă, când tinde să disocieze;

faza Ɛ (Fe2N), fază de interstiție (11,2 % N), este mai puțin dură decât faza γ, dar mai fragilă și mai instabilă la cald și în medii corozive.

În cursul nitrurării, ferita din oțelurile aliate se saturează în azot, iar excesul de azot duce la formarea de nitruri fine și disprese ale elementelor de aliere deoarece acestea nu pot difuza la temperatura de nitrurare (500 ÷ 550 ℃); în jurul particulelor de nitruri se creează o puternică distorsionare a rețelei cristaline a feritei și o puternică finisare a blocurilor structurii în mozaic, ceea ce determină apariția unor importante tensiuni de ordinul 2 și 3.

Totodată, diferența de volum specific și de coeficient de dilatare dintre nitruri și masa de bază creează și tensiuni de ordinul 1. Mărimea acestor tensiuni depinde de procentul de fază Ɛ: cu cât acesta este mai mare, tensiunile sunt mai reduse și efectul nitrurării asupra creșterii rezistenței la oboseală este mai scăzut.