¿Qué es el proceso de tratamiento térmico?
El proceso de tratamiento térmico generalmente incluye tres procesos: calentamiento, conservación del calor y enfriamiento. Debido a los diferentes procesos, se divide en temple, revenido, normalizado, recocido, etc.
¿Qué es el enfriamiento?
El temple del acero consiste en calentarlo a una temperatura superior a la temperatura crítica Ac3 (acero hipoeutectoide) o Ac1 (acero hipereutectoide) y mantenerla durante un tiempo determinado para lograr su austenización total o parcial. A continuación, se lleva a cabo el tratamiento térmico de transformación martensítica (o bainita) mediante un enfriamiento rápido por debajo de Ms (o isotérmico cerca de Ms) a una velocidad de enfriamiento superior a la velocidad de enfriamiento crítica.
El tratamiento de solución de aleación de aluminio, aleación de cobre, aleación de titanio, vidrio templado y otros materiales o el proceso de tratamiento térmico con proceso de enfriamiento rápido también se denomina temple.
Propósito del enfriamiento:
1. Mejorar las propiedades mecánicas de productos o piezas metálicas. Por ejemplo: mejorar la dureza y la resistencia al desgaste de herramientas, cojinetes, etc., mejorar el límite elástico de los resortes, mejorar las propiedades mecánicas integrales de las piezas del eje, etc.
2. Mejorar las propiedades materiales o químicas de algunos aceros especiales. Como mejorar la resistencia a la corrosión del acero inoxidable, aumentar el magnetismo permanente del acero magnético, etc.
Nota: Al realizar el temple y enfriamiento, además de la selección razonable del medio de temple, debe haber un método de temple correcto. Los métodos de enfriamiento comúnmente utilizados incluyen principalmente enfriamiento con un solo líquido, enfriamiento con dos líquidos, enfriamiento graduado, enfriamiento isotérmico y enfriamiento local.
¿Cuáles son las características de las piezas de acero después del temple?
1. Se obtienen estructuras desequilibradas (es decir, inestables) como martensita, bainita y austenita retenida.
2. Hay una gran tensión interna.
3. Las propiedades mecánicas no pueden cumplir los requisitos. Por lo tanto, las piezas de acero generalmente se templan después del temple.
¿Qué es Templado?
El revenido es un proceso de tratamiento térmico en el que el producto o pieza metálica templada se calienta a una temperatura determinada, se mantiene a esa temperatura durante un tiempo específico y luego se enfría de una manera determinada. El revenido se realiza inmediatamente después del temple y suele ser el último proceso de tratamiento térmico de la pieza; por lo tanto, el proceso combinado de temple y revenido se denomina tratamiento final.
El propósito principal del temple y revenido es:
1. Reducir la tensión interna y reducir la fragilidad. Las piezas templadas presentan mucha tensión y fragilidad, por lo que si no se revenen a tiempo, a menudo se producen deformaciones o incluso grietas.
2. 2. Ajustar las propiedades mecánicas de la pieza de trabajo. Una vez que la pieza de trabajo se apaga, la dureza es alta y la fragilidad es grande. Para satisfacer los diferentes requisitos de rendimiento de varias piezas de trabajo, la dureza, la resistencia, la plasticidad y la tenacidad se pueden ajustar mediante templado.
3. Tamaño de pieza de trabajo estable. La estructura metalográfica se puede estabilizar mediante templado para garantizar que no se produzca ninguna deformación en el proceso de uso posterior.
4. Mejorar el rendimiento de corte de algunos aceros aleados.
La función del temple es:
1. Mejorar la estabilidad de la estructura, de modo que la pieza de trabajo ya no sufra una transformación del tejido durante el uso, de modo que el tamaño geométrico y el rendimiento de la pieza de trabajo permanezcan estables.
2. Eliminar la tensión interna para mejorar el rendimiento de la pieza de trabajo y estabilizar la geometría de la pieza de trabajo.
3. Ajustar las propiedades mecánicas del acero para cumplir con los requisitos de la aplicación.
La razón por la cual el revenido tiene estos efectos es que cuando la temperatura aumenta, la actividad atómica aumenta y los átomos de hierro, carbono y otros elementos de aleación en el acero pueden difundirse más rápido y realizar la reorganización y combinación de átomos. De esta manera, la organización inestable y desequilibrada se transforma gradualmente en una organización estable y equilibrada.
El alivio de la tensión interna también se asocia con una reducción de la resistencia del metal a medida que aumenta la temperatura. Generalmente, cuando se templa el acero, la dureza y la resistencia disminuyen y la plasticidad aumenta. Cuanto mayor sea la temperatura de revenido, mayor será el cambio en estas propiedades mecánicas. Algunos aceros aleados con alto contenido de elementos de aleación precipitarán algunos compuestos metálicos de grano fino cuando se templan en un cierto rango de temperatura, lo que aumentará la resistencia y la dureza. Este fenómeno se llama endurecimiento secundario.
¿Cuáles son los requisitos de templado?
Las piezas con diferentes usos deben templarse a diferentes temperaturas para cumplir con los requisitos de uso.
1. Las herramientas, cojinetes, piezas de carburación y temple y piezas de temple superficial suelen templarse a una temperatura baja, por debajo de 250 °C. Después del revenido a baja temperatura, la dureza no cambia mucho, la tensión interna disminuye y la tenacidad aumenta ligeramente.
2. El resorte se templa a una temperatura media de 350-500 ℃ para obtener una mayor elasticidad y la tenacidad necesaria.
3. Las piezas fabricadas con acero estructural de medio carbono suelen templarse a altas temperaturas de 500 a 600 °C para obtener una buena combinación de resistencia y tenacidad adecuadas.
Cuando el acero se templa a unos 300 °C, su fragilidad suele aumentar, y este fenómeno se denomina primer tipo de fragilidad por revenido. Por lo general, el templado no debe realizarse en este rango de temperatura. Algunos aceros estructurales de aleación de carbono medio también se vuelven frágiles con facilidad si se enfrían lentamente a temperatura ambiente después de ser templados a altas temperaturas. Este fenómeno se llama segundo tipo de fragilidad por temple. La adición de molibdeno al acero, o el enfriamiento en aceite o agua durante el temple, pueden prevenir el segundo tipo de fragilidad del temple. Esta fragilidad se puede eliminar recalentando el acero del segundo tipo de fragilidad de revenido a la temperatura de revenido original.
En producción, a menudo se basa en los requisitos de rendimiento de la pieza de trabajo. Según las diferentes temperaturas de calentamiento, el revenido se divide en revenido a baja temperatura, revenido a temperatura media y revenido a alta temperatura. El proceso de tratamiento térmico que combina el temple y el revenido posterior a alta temperatura se denomina temple y revenido, es decir, tiene alta resistencia y buena tenacidad plástica al mismo tiempo.
1. Revenido a baja temperatura: 150-250 ℃, revenido M, reduce la tensión interna y la fragilidad, mejora la tenacidad del plástico y tiene mayor dureza y resistencia al desgaste. Para fabricar herramientas de medición, herramientas y rodamientos.
2. Revenido a temperatura media: 350-500 ℃, revenido T, con alta elasticidad, cierta plasticidad y dureza. Para fabricar resortes, matrices de forja, etc.
3. Revenido a alta temperatura: 500-650 ℃, revenido S, con buenas propiedades mecánicas integrales. Se utiliza para fabricar engranajes, cigüeñales, etc.
¿Qué es la normalización?
La normalización es un proceso de tratamiento térmico que mejora la tenacidad del acero. Tras calentar los componentes de acero a una temperatura de entre 30 y 50 °C por encima de la temperatura Ac3, se mantienen a esa temperatura durante un tiempo y, a continuación, se enfrían al aire.
La característica principal es que la velocidad de enfriamiento es más rápida que la del recocido y más baja que la del temple. Durante la normalización, los granos cristalinos del acero se pueden refinar con un enfriamiento ligeramente más rápido. No solo se puede obtener una resistencia satisfactoria, sino que también se puede mejorar significativamente la tenacidad (valor AKV) y se puede reducir la tendencia al agrietamiento de los componentes.
Después de normalizar algunas láminas de acero laminado en caliente de baja aleación, piezas forjadas de acero de baja aleación y piezas fundidas, se pueden mejorar en gran medida las propiedades mecánicas integrales del material y también se mejora el rendimiento de corte.
¿Cuál es el propósito y uso de la normalización?
① Para acero hipoeutectoide
La normalización se utiliza para eliminar la estructura de grano grueso sobrecalentado de piezas fundidas, forjadas y soldadas, y la estructura en bandas de los materiales laminados.
refinamiento del grano.
Se puede utilizar como tratamiento de precalentamiento antes del temple.
② Para acero hipereutectoide
La normalización puede eliminar la cementita secundaria reticulada y refinar la perlita. No sólo mejora las propiedades mecánicas sino que también facilita el recocido esferoidizante posterior.
③ Para chapa delgada de acero de embutición profunda con bajo contenido de carbono
La normalización puede eliminar la cementita libre en los límites de grano para mejorar su rendimiento de embutición profunda.
④ Para acero con bajo contenido de carbono y acero con bajo contenido de carbono y baja aleación
Con un proceso de tratamiento térmico de normalización, se puede obtener una estructura de perlita en escamas más finas, se puede aumentar la dureza a HB140-190, se puede evitar el fenómeno de "adherencia al cuchillo" durante el corte y se puede mejorar la maquinabilidad.
⑤ Para el acero al carbono medio , es más económico y conveniente utilizar el normalizado cuando se dispone tanto de normalizado como de recocido.
En el caso del acero estructural de medio carbono ordinario, se puede utilizar la normalización en lugar del temple y el revenido a alta temperatura cuando las propiedades mecánicas no son altas. No solo es fácil de operar, sino que también estabiliza la estructura y el tamaño del acero.
⑥ La normalización a alta temperatura (150～200℃ por encima de Ac3) puede reducir la segregación de la composición de piezas fundidas y forjadas debido a la alta tasa de difusión a altas temperaturas. Los granos gruesos después de la normalización a alta temperatura se pueden refinar mediante la segunda normalización a una temperatura más baja.
⑦ Para algunos aceros aleados de bajo y medio contenido de carbono utilizados en turbinas de vapor y calderas , se suele emplear la normalización para obtener una estructura bainita. Tras el revenido a altas temperaturas, presenta una buena resistencia a la fluencia cuando se utiliza a 400 ~ 550 ℃.
⑧ Además del acero, la normalización también se utiliza ampliamente en el tratamiento térmico del hierro dúctil. Puede obtener matriz de perlita y mejorar la resistencia del hierro dúctil.
Dado que la normalización se caracteriza por el enfriamiento por aire, la temperatura ambiente, el método de apilamiento, el flujo de aire y el tamaño de la pieza de trabajo, todo afecta la organización y el rendimiento después de la normalización.
La estructura normalizada también puede utilizarse como método de clasificación para aceros aleados . Generalmente, los aceros aleados se dividen en acero perlítico, acero bainítico, acero martensítico y acero austenítico según la estructura obtenida por enfriamiento al aire tras calentar una muestra de 25 mm de diámetro a 900 °C.
¿Qué es el recocido?
El recocido es un proceso de tratamiento térmico de metales en el que el metal se calienta lentamente hasta una determinada temperatura, se mantiene durante un tiempo suficiente y luego se enfría a una velocidad adecuada.
El tratamiento térmico de recocido se divide en recocido completo, recocido incompleto y recocido de alivio de tensiones. Las propiedades mecánicas de los materiales recocidos se pueden comprobar mediante prueba de tracción o prueba de dureza.
Muchos aceros se suministran en estado de tratamiento térmico recocido, y la dureza del acero se puede probar utilizando un probador de dureza Rockwell para probar la dureza HRB. Para placas de acero más delgadas, tiras de acero y tubos de acero de paredes delgadas, se puede utilizar el probador de dureza de superficie Rockwell para detectar la dureza HRT.
¿Cuál es el propósito del recocido?
1. Mejorar o eliminar diversos defectos estructurales y tensiones residuales causadas por el acero en el proceso de fundición, forjado, laminado y soldadura, y prevenir la deformación y el agrietamiento de la pieza de trabajo.
2. Suavizar la pieza de trabajo para cortarla.
3. Refinar el grano y mejorar la estructura para mejorar las propiedades mecánicas de la pieza de trabajo.
4. Preparar el tejido para el tratamiento térmico final (templado, revenido).
¿Cuáles son los procesos de recocido más utilizados?
1. Totalmente recocido.
Se utiliza para refinar la estructura gruesa sobrecalentada con malas propiedades mecánicas después de la fundición, forja y soldadura de acero con contenido medio y bajo de carbono.
Calentar la pieza de trabajo a una temperatura de 30-50 °C por encima de la temperatura a la cual toda la ferrita se transforma en austenita, mantener durante un período de tiempo y luego enfriar lentamente con el horno. Durante el proceso de enfriamiento, la austenita se transforma nuevamente, lo que puede hacer que la estructura del acero sea más delgada.
2. Recocido esferoidante.
Se utiliza para reducir la alta dureza del acero para herramientas y del acero para cojinetes después del forjado.
La pieza de trabajo se calienta a 20-40 °C por encima de la temperatura a la que el acero comienza a formar austenita y luego se enfría lentamente después de la conservación del calor. Durante el proceso de enfriamiento, la cementita laminar de la perlita se vuelve esférica, reduciendo así la dureza.
3. Recocido isotérmico.
Se utiliza para reducir la alta dureza de algunos aceros estructurales aleados con alto contenido de níquel y cromo para corte.
Generalmente, primero se enfría a la temperatura más inestable de austenita a un ritmo relativamente rápido, y la austenita se transforma en tortenita o sorbita durante un tiempo apropiado y se puede reducir la dureza.
4. Recocido por recristalización.
Se utiliza para eliminar el fenómeno de endurecimiento (aumento de la dureza y disminución de la plasticidad) de alambres y láminas metálicas durante el trefilado y laminado en frío.
La temperatura de calentamiento es generalmente de 50 a 150 °C inferior a la temperatura a la que el acero comienza a formar austenita. Sólo de esta manera se puede eliminar el efecto de endurecimiento por trabajo y ablandar el metal.
5. Recocido de grafitización.
Se utiliza para convertir hierro fundido que contiene una gran cantidad de cementita en hierro fundido maleable con buena plasticidad.
El proceso consiste en calentar la pieza fundida a aproximadamente 950 ℃, mantenerla así durante un cierto período de tiempo y luego enfriarla adecuadamente para descomponer la cementita y formar grafito floculante.
6. Recocido por difusión.
Se utiliza para homogeneizar la composición química de piezas fundidas de aleación y mejorar su rendimiento.
El método consiste en calentar la pieza fundida a la temperatura más alta posible sin que se funda, mantenerla caliente durante un tiempo prolongado y enfriarla lentamente después de que la difusión de los distintos elementos de la aleación tienda a distribuirse de manera uniforme.
7. Recocido de alivio de tensiones.
Se utiliza para aliviar la tensión interna de piezas fundidas de acero y piezas soldadas.
En el caso de los productos de hierro y acero, la temperatura es de 100 a 200 °C inferior a la que comienza a formarse austenita después del calentamiento, y la tensión interna se puede eliminar mediante enfriamiento al aire después de la conservación del calor.
Este artículo describe diversos procesos de tratamiento térmico. KENENG es fabricante de sujetadores, resortes, imanes y portapilas. Contamos con amplia experiencia en diversos procesos de fabricación , tratamiento térmico y tratamiento de superficies. Si desea obtener más información, contáctenos.
