Para que la pieza de trabajo de metal tenga el rendimiento de trabajo requerido, el proceso de tratamiento térmico suele ser esencial. El proceso de tratamiento térmico generalmente incluye tres procesos de calentamiento, conservación del calor y enfriamiento. Debido a diferentes procesos, se divide en templado, revenido, normalizado y recocido. ¿Puede usted decir la diferencia?
01
¿Qué es apagar?
El temple del acero consiste en calentar el acero a una temperatura superior a la temperatura crítica Ac3 (acero hipoeutectoide) o Ac1 (acero hipereutectoide), mantenerlo caliente durante un período de tiempo para austenizarlo total o parcialmente, y luego enfriarlo con un velocidad de enfriamiento mayor que la velocidad de enfriamiento crítica. Un proceso de tratamiento térmico para enfriamiento rápido y rápido por debajo de Ms (o isotérmico cerca de Ms) para la transformación de martensita (o bainita). Por lo general, el tratamiento de solución sólida 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 se denomina enfriamiento rápido.
El propósito de apagar:
1) Mejorar las propiedades mecánicas de los productos o piezas de metal. Por ejemplo: mejorar la dureza y la resistencia al desgaste de herramientas, cojinetes, etc., aumentar el límite elástico de los resortes, mejorar las propiedades mecánicas integrales de las piezas del eje, etc.
2) Mejorar las propiedades materiales o propiedades químicas de algunos aceros especiales. Como mejorar la resistencia a la corrosión del acero inoxidable, aumentar el magnetismo permanente del acero magnético, etc.
Al apagar y enfriar, además de la selección razonable del medio de enfriamiento, también se requieren métodos de enfriamiento correctos. Los métodos de enfriamiento comúnmente utilizados incluyen principalmente el enfriamiento de un solo líquido, el enfriamiento de doble líquido, el enfriamiento gradual, el enfriamiento isotérmico y el enfriamiento parcial.
Las piezas de trabajo de acero tienen las siguientes características después del templado:
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 con los requisitos. Por lo tanto, las piezas de trabajo de acero generalmente deben templarse después del enfriamiento.
02
¿Qué es el templado?
El templado es un proceso de tratamiento térmico que calienta productos o piezas de metal templado a una temperatura determinada y luego los enfría de cierta manera después de mantenerlos durante un cierto período de tiempo. El revenido es una operación que se realiza inmediatamente después del templado y suele ser el último tratamiento térmico de la pieza de trabajo. Un proceso, por lo que el proceso conjunto de temple y revenido se denomina tratamiento final.
El objetivo principal del templado y revenido es:
1) Reducir el estrés interno y reducir la fragilidad. Las piezas templadas tienen una gran tensión y fragilidad. Si no se templan a tiempo, a menudo se deformarán o incluso se agrietarán.
2) Ajustar las propiedades mecánicas de la pieza de trabajo. Después del enfriamiento, la pieza de trabajo tiene una gran dureza y una gran fragilidad. Para cumplir con los diferentes requisitos de rendimiento de varias piezas de trabajo, se puede ajustar por templado, dureza, resistencia, plasticidad y tenacidad.
3) Tamaño estable de la pieza de trabajo. La estructura metalográfica se puede estabilizar mediante templado para garantizar que no se produzca ninguna deformación durante el uso futuro.
4) Mejorar el rendimiento de corte de algunos aceros aleados.
El papel del templado es:
① Mejore 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 Elimine la tensión interna para mejorar el rendimiento de la pieza de trabajo y estabilizar las dimensiones geométricas de la pieza de trabajo.
③ Ajustar las propiedades mecánicas del acero para cumplir con los requisitos de uso.
La razón por la cual el templado tiene estos efectos es que cuando la temperatura aumenta, la actividad de los átomos aumenta, y los átomos de hierro, carbono y otros elementos de aleación en el acero pueden difundirse rápidamente para realizar la reorganización de los átomos, haciéndolos así inestables. La organización desequilibrada se transforma gradualmente en una organización estable y equilibrada. El alivio de la tensión interna también está relacionado con la disminución 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 denomina endurecimiento secundario.
Requisitos de templado: las piezas de trabajo con diferentes usos deben templarse a diferentes temperaturas para cumplir con los requisitos de uso.
① Las herramientas de corte, los cojinetes, las piezas cementadas y templadas y las piezas templadas superficialmente suelen templarse a una temperatura inferior a 250 grados. Después del revenido a baja temperatura, la dureza no cambia mucho, la tensión interna disminuye y la tenacidad mejora ligeramente.
② El resorte se templa a temperatura media a 350-500 grados para obtener una alta elasticidad y la tenacidad necesaria.
③ Las piezas hechas de acero estructural de medio carbono generalmente se templan a una temperatura alta de 500-600 grados C para obtener una buena combinación de resistencia y tenacidad.
Cuando el acero se templa a unos 300 grados, su fragilidad suele aumentar. Este fenómeno se denomina el primer tipo de fragilidad del temperamento. Generalmente, no debe ser templado en este rango de temperatura. Algunos aceros estructurales de aleación de carbono medio también son propensos a volverse quebradizos si se enfrían lentamente a temperatura ambiente después del revenido a alta temperatura. Este fenómeno se denomina el segundo tipo de fragilidad del temperamento. La adición de molibdeno al acero, o el enfriamiento en aceite o agua durante el templado, puede prevenir el segundo tipo de fragilidad por templado. Esta fragilidad se puede eliminar recalentando el segundo tipo de acero templado frágil a la temperatura de templado original.
En producción, a menudo se basa en los requisitos para el rendimiento de la pieza de trabajo. Según las diferentes temperaturas de calentamiento, el templado se divide en templado a baja temperatura, templado a temperatura media y templado a alta temperatura. El proceso de tratamiento térmico que combina el templado y el subsiguiente revenido a alta temperatura se denomina templado y revenido, es decir, tiene buena plasticidad y tenacidad a la vez que tiene alta resistencia.
1) Templado a baja temperatura: 150-250 grado, M veces, reduce la tensión interna y la fragilidad, mejora la dureza del plástico, tiene mayor dureza y resistencia al desgaste. Se utiliza para fabricar herramientas de medición, cuchillas y rodamientos, etc.
2) templado a temperatura media: 350-500 grado, tiempo T, con alta elasticidad, cierta plasticidad y dureza. Se utiliza para fabricar resortes, troqueles de forja, etc.
3) Templado a alta temperatura: 500-650 grado, templado S, con buenas propiedades mecánicas integrales. Se utiliza para fabricar engranajes, cigüeñales, etc.
03
¿Qué es normalizar?
La normalización es un tratamiento térmico que mejora la tenacidad del acero. Después de que el miembro de acero se calienta a 30-50 grados por encima de la temperatura Ac3, se mantiene durante un período de tiempo y luego se enfría con aire. La característica principal es que la velocidad de enfriamiento es más rápida que el recocido y más baja que el enfriamiento rápido. Durante la normalización, los granos de cristal de 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), reducir la tendencia al agrietamiento de los componentes. Después de que se normalicen algunas placas de acero laminado en caliente de baja aleación, piezas forjadas y fundiciones de acero de baja aleación, las propiedades mecánicas integrales del material se pueden mejorar en gran medida y también se mejora el rendimiento de corte.
La normalización tiene los siguientes propósitos y usos:
① Para el acero hipoeutectoide, la normalización se usa para eliminar la estructura de grano grueso sobrecalentada y la estructura de Widmanstatten de piezas fundidas, forjadas y soldadas, y la estructura de bandas en materiales laminados; refinar granos; y se puede utilizar como tratamiento de precalentamiento antes del enfriamiento.
② Para el acero hipereutectoide, la normalización puede eliminar la cementita secundaria reticular y refinar la perlita, lo que no solo mejora las propiedades mecánicas, sino que también facilita el posterior recocido esferoidizante.
③ Para placas de acero delgadas de embutición profunda con bajo contenido de carbono, la normalización puede eliminar la cementita libre en los límites de grano para mejorar sus propiedades de embutición profunda.
④ Para acero con bajo contenido de carbono y acero de baja aleación con bajo contenido de carbono, use la normalización para obtener una estructura de perlita escamosa más fina, aumente la dureza a HB140-190, evite el fenómeno de "cuchillo pegado" durante el corte y mejore maquinabilidad Para acero al carbono medio, cuando se puede usar tanto la normalización como el recocido, es más económico y conveniente usar la normalización.
⑤ Para el acero estructural ordinario de medio carbono, se puede usar el normalizado en lugar del templado y el revenido a alta temperatura cuando las propiedades mecánicas no son altas, lo que 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 grados por encima de Ac3) puede reducir la segregación de la composición de piezas fundidas y forjadas debido a la alta tasa de difusión a alta temperatura. Los granos secundarios después de la normalización a alta temperatura se pueden refinar mediante la normalización posterior a una segunda temperatura más baja.
⑦ Para algunos aceros de aleación de bajo y medio carbono utilizados en turbinas de vapor y calderas, la normalización se usa a menudo para obtener una estructura de bainita y luego se templa a alta temperatura. Tiene buena resistencia a la fluencia cuando se usa a 400-550 grados.
⑧ Además de las piezas de acero y los productos de acero, la normalización también se usa ampliamente en el tratamiento térmico del hierro dúctil para obtener una 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 tienen un impacto en la estructura y el rendimiento después de la normalización. La estructura normalizada también se puede utilizar como método de clasificación del acero aleado. Generalmente, los aceros aleados se dividen en acero perlítico, acero bainítico, acero martensítico y acero austenítico según la microestructura obtenida al calentar una muestra con un diámetro de 25 mm a 900 grados y enfriarla con aire.
04
¿Qué es el recocido?
El recocido es un proceso de tratamiento térmico de metales en el que el metal se calienta lentamente a 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 tensión. Las propiedades mecánicas de los materiales recocidos se pueden detectar mediante pruebas de tracción o pruebas de dureza. Muchos productos de acero se suministran en estado de recocido y tratamiento térmico. El probador de dureza Rockwell se puede utilizar para probar la dureza del acero. Para placas de acero más delgadas, tiras de acero y tuberías de acero de paredes delgadas, se pueden usar probadores de dureza Rockwell de superficie para probar la dureza HRT. .
El propósito del recocido es:
① Mejore o elimine varios defectos estructurales y tensiones residuales causadas por la fundición, forjado, laminado y soldadura de acero, y evite la deformación y el agrietamiento de las piezas de trabajo.
② Suavizar la pieza de trabajo para cortar.
③ Refinar los granos y mejorar la estructura para mejorar las propiedades mecánicas de la pieza de trabajo.
④ Realizar los preparativos organizativos para el tratamiento térmico final (templado, revenido).
Los procesos de recocido comúnmente utilizados son:
① Totalmente recocido. Se utiliza para refinar la estructura gruesa sobrecalentada con malas propiedades mecánicas después de la fundición, forja y soldadura de aceros de medio y bajo carbono. Caliente la pieza de trabajo a 30-50 grados por encima de la temperatura a la que la ferrita se transforma completamente en austenita, manténgala caliente durante un período de tiempo y luego enfríe lentamente con el horno. Durante el proceso de enfriamiento, la austenita se transformará nuevamente para hacer que la estructura de acero sea más delgada.
② Recocido esferoidizante. Se utiliza para reducir la alta dureza del acero para herramientas y el acero para cojinetes después del forjado. La pieza de trabajo se calienta a 20-40 grados 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 en 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. En general, primero se enfría a la temperatura más inestable de la austenita a un ritmo más rápido, y la austenita se transforma en troostita o sorbita durante un tiempo apropiado y se puede reducir la dureza.
④ Recocido de recristalización. Se utiliza para eliminar el fenómeno de endurecimiento (aumento de la dureza y disminución de la plasticidad) del alambre metálico y la placa delgada en el proceso de estirado y laminado en frío. La temperatura de calentamiento es generalmente 50-150 grado por debajo de la temperatura a la que el acero comienza a formar austenita. Solo 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. La operación del proceso consiste en calentar la fundición a unos 950 grados, mantenerla caliente durante un cierto período de tiempo y luego enfriarla adecuadamente para descomponer la cementita y formar un grupo de grafito floculante.
⑥ Recocido por difusión. Se utiliza para homogeneizar la composición química de las aleaciones fundidas y mejorar su rendimiento. El método consiste en calentar la fundición a la temperatura más alta posible sin derretirla, y mantenerla caliente durante mucho tiempo, y luego enfriarla lentamente después de que la difusión de varios elementos en la aleación tienda a distribuirse uniformemente.
⑦ Recocido de alivio de tensión. Se utiliza para eliminar la tensión interna de las piezas fundidas y soldadas de acero. Para los productos de hierro y acero calentados a 100-200 grados por debajo de la temperatura a la que comienza a formarse la austenita, el enfriamiento en aire después de la conservación del calor puede eliminar la tensión interna
