Resumen del tratamiento térmico

El tratamiento térmico se refiere a una técnica de procesamiento de metales en la que los materiales se someten a calentamiento, retención y enfriamiento en estado sólido para lograr la microestructura y propiedades deseadas.Dependiendo de los métodos de calefacción y refrigeración, así como las características de la microestructura y los cambios de las propiedades, el tratamiento térmico se puede clasificar en los siguientes tipos:

• Tratamiento térmico general
• Tratamiento térmico de la superficie
• Otros tratamientos térmicos

Desarrollo histórico del tratamiento térmico

En el siglo VI a.C., el uso de armas de hierro y acero se extendió gradualmente.Provincia de HebeiEn la actualidad, la mayoría de las armas de fuego de China, incluyen dos espadas y una alabarda, todas exhibiendo martensita en sus microestructuras, lo que indica que fueron apagadas.se hizo cada vez más evidente que el medio de enfriamiento afectaba significativamente la calidad de la extinción.

Durante el período de los Tres Reinos, se dice que un artesano llamado Pu Yuan de Shu forjó 3.000 espadas para Zhuge Liang, supuestamente usando agua de Chengdu para apagar,Demostrando una conciencia temprana en China de cómo las diferentes cualidades del agua influyen en la eficacia del enfriamientoTambién se observó el uso de aceite y agua para el enfriamiento.

Las espadas excavadas de la tumba del rey Jing de Zhongshan (206 aC - 24 dC) durante la dinastía Han Occidental muestran un contenido de carbono de 0,15% - 0,4% en el núcleo,mientras que la superficie tenía un contenido de carbono superior a 0Sin embargo, este conocimiento se consideraba un secreto personal de "artesanía" y no se compartió ampliamente, lo que condujo a un desarrollo lento.

En 1863, los metalúrgicos y geólogos británicos demostraron seis estructuras metalúrgicas diferentes de acero bajo un microscopio, demostrando que el calentamiento y el enfriamiento resultan en cambios estructurales internos.Las fases de alta temperatura del acero se transforman en fases más duras al enfriarse rápidamenteLa teoría del isomorfismo del hierro establecida por el francés Osmond, junto con el diagrama de fase hierro-carbono desarrollado por el científico británico Auston,El proceso de tratamiento térmico de la tierra es el que ha sentado las bases teóricas de los procesos modernos de tratamiento térmico..

Resumen del tratamiento térmico

Mientras tanto, los investigadores han explorado métodos para proteger los metales durante el proceso de calentamiento en el tratamiento térmico de los metales para evitar la oxidación y la descarbonización.Se han emitido una serie de patentes para el calentamiento protector con diversos gases (como el hidrógeno)En 1889-1890, un inglés llamado Lake obtuvo patentes para el tratamiento térmico brillante de varios metales.Los avances en física de metales y la aplicación de nuevas tecnologías han mejorado significativamente los procesos de tratamiento térmicoUn avance notable se produjo entre 1901 y 1925, cuando los hornos giratorios se utilizaron para la carburación de gas en la producción industrial.que permite un potencial de carbono controlable en la atmósfera del hornoLa investigación posterior introdujo métodos como el control del potencial de carbono utilizando instrumentos infrarrojos de dióxido de carbono y sondas de oxígeno.conduciendo al desarrollo de procesos de nitruración y carburado de ionesLa aplicación de las tecnologías de láser y haz de electrones también introdujo nuevos métodos para el tratamiento térmico de la superficie y el tratamiento térmico químico de los metales.

Los cuatro tipos de tratamiento térmico

Temperado

La templación después del calentamiento da como resultado una microestructura conocida como sorbita templada.principalmente para eliminar las tensiones de apagado y lograr la microestructura deseadaDependiendo de la temperatura de templado, se puede clasificar en templado a baja, media y alta temperatura, lo que resulta en martensita templada, troostita y sorbita, respectivamente.

La combinación de templado a alta temperatura después del calentamiento se conoce como calentamiento y templado, con el objetivo de lograr un equilibrio de resistencia, dureza, plasticidad,y dureza para propiedades mecánicas completasEste proceso se utiliza ampliamente en componentes estructurales importantes en automóviles, tractores y máquinas herramienta, como varillas de conexión, pernos, engranajes y ejes.la dureza suele oscilar entre HB200 y HB330..

Anulación

Durante el proceso de recocido, se produce la transformación de la perlita.preparación para su posterior transformación y tratamiento térmico finalEl recocido por alivio de tensión se realiza para eliminar las tensiones residuales causadas por procesos como la deformación plástica, la soldadura y las inherentes a las piezas fundidas.El casting.El proceso de soldadura y de mecanizado contiene tensiones internas que, si no se abordan con prontitud, pueden provocar deformaciones durante el procesamiento y el uso, lo que afecta a la precisión.

El uso de recocido de alivio de tensión para eliminar las tensiones internas generadas durante el procesamiento es crucial.por lo que no se producen cambios microstruturales durante todo el proceso de tratamiento térmicoLas tensiones internas se alivian principalmente mediante la relajación natural durante las fases de retención y enfriamiento lento.

Apagado

El calentamiento consiste en calentar la pieza o la parte metálica por encima de la temperatura de transformación de fase, manteniéndola,y luego enfriarlo rápidamente a una velocidad mayor que la velocidad de enfriamiento crítica para lograr una estructura martensíticaLos objetivos principales de la extinción son:

1. Mejora de las propiedades mecánicasPor ejemplo, mejorar la dureza y la resistencia al desgaste de las herramientas y los rodamientos, aumentar el límite elástico de los resortes y mejorar el rendimiento mecánico general de los componentes del eje.

2. Mejora de las propiedades del material: para determinados aceros especiales, como el aumento de la resistencia a la corrosión del acero inoxidable o el aumento del magnetismo permanente del acero magnético.

Durante la extinción, es esencial seleccionar el medio de extinción adecuado y emplear el método de extinción correcto.,extinción escalonada, extinción isotérmica y extinción localizada.

La normalización

La normalización se caracteriza por el enfriamiento por aire, lo que significa que la temperatura ambiental, los métodos de apilamiento, el flujo de aire y las dimensiones de la pieza de trabajo influyen en la estructura y el rendimiento después de la normalización.La estructura normalizada también puede servir como método de clasificación para aceros de aleación.Las muestras con un diámetro de 25 mm se calientan a 900 °C y se enfrían con aire para lograr estructuras que clasifican las aleaciones de acero en perlar, baínticos, martensíticos y austeníticos.

1. Para aceros hipoeutectoides, la normalización se utiliza para eliminar las estructuras de grano grueso y las estructuras de Widmanstätten en piezas fundidas, forjadas y soldadas; refinar el tamaño del grano;y puede servir como tratamiento de precalentamiento antes de apagar.

2. Para aceros hipereutectoides, la normalización puede eliminar la cementita secundaria en red y refinar la perlita, mejorando las propiedades mecánicas y beneficiando el posterior recocido de esferoidización.

3. Para las placas de acero delgadas de extracción profunda de bajo carbono, la normalización puede eliminar la cementita libre en los límites del grano para mejorar el rendimiento de extracción profunda.

4. Para los aceros de baja emisión de carbono y baja emisión de carbono, la normalización puede producir una cantidad significativa de perlita lamellar fina, aumentando la dureza a HB140-190,Evita así el "galling" durante el corte y mejora la maquinabilidadEn los casos en que tanto la normalización como el recocido son aplicables a los aceros de carbono medio, la normalización es más económica y conveniente.

5. Para los aceros estructurales de carbono medio ordinarios con requisitos de rendimiento mecánico menos estrictos, la normalización puede reemplazar el calentamiento seguido de un templado a alta temperatura.ofreciendo simplicidad en el funcionamiento mientras se estabilizan la microestructura y las dimensiones del acero.

6. La normalización a alta temperatura (por encima de Ac3, por 150-200 ° C) puede reducir la segregación de composición en piezas fundidas y forjadas debido a las tasas de difusión más altas a temperaturas elevadas.Los granos gruesos de la normalización a alta temperatura pueden ser refinados por la normalización posterior a baja temperatura.

7. Para algunos aceros de aleación baja y media en carbono utilizados en turbinas y calderas, a menudo se emplea la normalización para lograr una estructura bainítica,seguido de un endurecimiento a altas temperaturas para obtener una buena resistencia al arrastre a 400-550 °C.

8. Además de las piezas y materiales de acero, la normalización también se utiliza ampliamente en el tratamiento térmico del hierro dúctil para lograr una matriz perarítica, mejorando la resistencia del hierro dúctil.