Ⅰ.O concepto básico de tratamento térmico.
A. O concepto básico de tratamento térmico.
Os elementos e funcións básicas deTratamento térmico:
1. calefacción
O propósito é obter unha estrutura austenita uniforme e fina.
2.Diling
O obxectivo é asegurar que a peza de traballo estea ben quentada e evitar a descarburización e oxidación.
3.Coling
O obxectivo é transformar a austenita en diferentes microestruturas.
Microestruturas despois do tratamento térmico
Durante o proceso de refrixeración despois do quecemento e mantemento, a austenita transfórmase en diferentes microestruturas dependendo da taxa de refrixeración. Diferentes microestruturas presentan diferentes propiedades.
B.O concepto básico de tratamento térmico.
Clasificación baseada en métodos de calefacción e refrixeración, así como a microestrutura e as propiedades do aceiro
1. Tratamento térmico convencional (tratamento térmico global): temperamento, recocido, normalización, extinción
2. Tratamento térmico de superficie: extinción de superficies, calefacción de indución de calefacción, calefacción de calefacción de chama, calefacción de superficie de calefacción de contacto eléctrico.
3. Tratamento térmico químico: carburización, nitridante, carbonitridante.
4. Outros tratamentos térmicos: tratamento térmico de atmosfera controlada, tratamento térmico ao baleiro, tratamento térmico de deformación.
C.Critical Temperatura dos aceiros
A temperatura de transformación crítica do aceiro é unha base importante para determinar os procesos de calefacción, mantemento e refrixeración durante o tratamento térmico. Está determinado polo diagrama de fase de ferro-carbono.
Conclusión clave:A temperatura de transformación crítica real do aceiro sempre queda detrás da temperatura teórica de transformación crítica. Isto significa que é necesario un superenriquecido durante o quecemento e é necesario un subcontratamento durante o arrefriamento.
Ⅱ.Analing and Normalizing of Steel
1. Definición de recocido
O recocido implica quentar o aceiro a unha temperatura por encima ou por debaixo do punto crítico que o sostén a esa temperatura e, a continuación, arrefrialo lentamente, normalmente dentro do forno, para conseguir unha estrutura próxima ao equilibrio.
2. Finalidade de recocido
① Axuste Dureza para o mecanizado: lograr a dureza maquinable no rango de HB170 ~ 230.
② Recoller o estrés residual: evita a deformación ou o craqueo durante os procesos posteriores.
③ Estrutura do gran referente: mellora a microestrutura.
④ Preparación para o tratamento térmico final: obtén perlita granular (esferoidizado) para o calquecemento e temperado posterior.
3. RECOLICIÓN DE SFERICIÓN
Especificacións do proceso: a temperatura de calefacción está preto do punto ac₁.
Finalidade: esferoidizar a cementita ou os carburos no aceiro, dando lugar a perlita granular (esferoidizada).
Rango aplicable: usado para aceiros con composicións eutectoides e hipereutectoides.
4.Difusioning Realing (recocido homoxeneizante)
Especificacións do proceso: a temperatura de calefacción está lixeiramente por debaixo da liña de solvus no diagrama de fase.
Finalidade: Eliminar a segregación.
① para baixa-Aceiro carbonoCon contido en carbono inferior ao 0,25%, prefírese normalizar o recocido como tratamento térmico preparatorio.
②Por aceiro de carbono medio con contido en carbono entre 0,25% e 0,50%, pódese empregar ou normalizar como tratamento térmico preparatorio.
③Por aceiro medio a alto carbono con contido en carbono entre o 0,50% e o 0,75%, recoméndase o recocido completo.
④ para alto-Aceiro carbonoCon contido de carbono superior ao 0,75%, a normalización úsase primeiro para eliminar a FE₃C da rede, seguida de recocido de esferoides.
Ⅲ.quishing e temperamento do aceiro
A.Quenching
1. Definición de extinción: a extinción implica quentar o aceiro a unha determinada temperatura por encima do punto ac₃ ou ac₁, mantelo a esa temperatura e, a continuación, arrefrialo a un ritmo superior á taxa de refrixeración crítica para formar martensita.
2. Finalidade de extinción: o obxectivo principal é obter martensita (ou ás veces baixa bainita) para aumentar a dureza e a resistencia ao desgaste do aceiro. A extinción é un dos procesos máis importantes de tratamento térmico para o aceiro.
3. Temperaturas de extinción de determina para diferentes tipos de aceiro
Aceiro hipoeutectoide: AC₃ + 30 ° C a 50 ° C
Aceiro eutectoide e hipereutectoide: ac₁ + 30 ° C a 50 ° C
Aceiro de aliaxe: 50 ° C a 100 ° C por encima da temperatura crítica
4.Contratación de cool dun medio de extinción ideal:
Refrixeración lenta antes da temperatura do "nariz": reducir suficientemente a tensión térmica.
Alta capacidade de refrixeración preto da temperatura do "nariz": para evitar a formación de estruturas non martensíticas.
Refrixeración lenta preto do punto M₅: para minimizar o estrés inducido pola transformación martensítica.
5. Métodos de cesamento e as súas características:
①MIMPLE RECHING: Fácil de operar e adecuado para pequenas pezas de traballo en forma sinxela. A microestrutura resultante é a martensita (M).
②Double Quenching: máis complexo e difícil de controlar, usado para aceiro de alto carbono con forma de complexo e pezas de traballo de aceiro de aliaxe máis grandes. A microestrutura resultante é a martensita (M).
③ Broken Quenching: un proceso máis complexo, usado para grandes pezas de traballo de aceiro de aliaxe en forma de complexo. A microestrutura resultante é a martensita (M).
④ Esquing isotérmico: usado para pequenas pezas de traballo en forma de complexo con altos requisitos. A microestrutura resultante é a bainita menor (B).
6.factores que afectan a endurecemento
O nivel de endurecemento depende da estabilidade da austenita supercoolada en aceiro. Canto maior sexa a estabilidade da austenita supercoolada, mellor será a endurecemento e viceversa.
Factores que inflúen na estabilidade da austenita supercoolada:
Posición da curva C: se a curva C cambia á dereita, a taxa de refrixeración crítica para o calmante diminúe, mellorando a endurecemento.
Conclusión clave:
Calquera factor que cambie a curva C á dereita aumenta a endurecemento do aceiro.
Factor principal:
Composición química: excepto para o cobalto (CO), todos os elementos de aliaxe disolvidos na endurabilidade aumentan a austenita.
Canto máis preto sexa o contido de carbono para a composición eutectoide en aceiro de carbono, máis a curva C cambia á dereita e maior será a endurecemento.
7.Determinación e representación da endurecemento
Proba de endurecemento de CLOAD: a endurecemento mídese mediante o método de proba final.
② Método de diámetro de extinción critica: o diámetro crítico de extinción (d₀) representa o diámetro máximo do aceiro que se pode endurecer completamente nun medio de extinción específico.
B.Tempering
1. Definición de temperamento
O temperamento é un proceso de tratamento térmico onde o aceiro apagado é recalentado a unha temperatura por baixo do punto A₁, mantido a esa temperatura e logo arrefriado a temperatura ambiente.
2. Finalidade de temperamento
Reducir ou eliminar o estrés residual: evita a deformación ou o craqueo da peza.
Reducir ou eliminar a austenita residual: estabiliza as dimensións da peza de traballo.
Elimina a increíble de aceiro apaixonado: axusta a microestrutura e as propiedades para cumprir os requisitos da peza.
NOTA IMPORTANTE: o aceiro debe temperarse pronto despois do apagado.
3. Procesos de compensación
1. Temperación
Finalidade: reducir o estrés de extinción, mellorar a dureza da peza de traballo e conseguir unha alta dureza e resistencia ao desgaste.
Temperatura: 150 ° C ~ 250 ° C.
Rendemento: dureza: HRC 58 ~ 64. Resistencia de alta dureza e desgaste.
Aplicacións: ferramentas, moldes, rodamentos, pezas carburizadas e compoñentes endurecidos en superficie.
2. Temperación de alto
Finalidade: lograr unha alta dureza xunto con resistencia e dureza suficientes.
Temperatura: 500 ° C ~ 600 ° C.
Rendemento: dureza: HRC 25 ~ 35. Boas propiedades mecánicas xerais.
Aplicacións: eixes, engrenaxes, barras de conexión, etc.
Refino térmico
Definición: a extinción seguida do temperamento de alta temperatura chámase perfeccionamento térmico, ou simplemente temperado. O aceiro tratado por este proceso ten un excelente rendemento global e é moi utilizado.
Ⅳ.surface tratamento térmico do aceiro
A.Surface Quenching of Steels
1. Definición de endurecemento superficial
O endurecemento da superficie é un proceso de tratamento térmico deseñado para fortalecer a capa superficial dunha peza quentándoa rapidamente para transformar a capa superficial en austenita e logo arrefriala rapidamente. Este proceso realízase sen alterar a composición química do aceiro ou a estrutura central do material.
2. Materiais empregados para o endurecemento da superficie e a estrutura post-endurecemento
Materiais empregados para o endurecemento da superficie
Materiais típicos: aceiro de carbono medio e aceiro de aliaxe de carbono medio.
Pre-tratamento: Proceso típico: temperado. Se as propiedades básicas non son críticas, pódese empregar normalizar no seu lugar.
Estrutura post-endurecemento
Estrutura superficial: a capa superficial normalmente forma unha estrutura endurecida como a martensita ou a bainita, que proporciona alta dureza e resistencia ao desgaste.
Estrutura do núcleo: o núcleo do aceiro xeralmente conserva a súa estrutura orixinal, como a perlita ou o estado temperado, dependendo do proceso de pretratamento e das propiedades do material base. Isto garante que o núcleo mantén unha boa dureza e forza.
B.Characterísticas do endurecemento da superficie de indución
1. A temperatura de calefacción máis elevada e o aumento da temperatura rápida: o endurecemento da superficie da indución normalmente implica altas temperaturas de calefacción e taxas de calefacción rápidas, permitindo un quecemento rápido nun curto tempo.
2. Estrutura de gran de austenita en capa na capa superficial: Durante o rápido calefacción e o proceso de extinción posterior, a capa superficial forma grans de austenita fina. Despois de apagar, a superficie consiste principalmente en martensita fina, con dureza normalmente de 2-3 HRC superior ao que se reduce convencional.
3.Sa calidade superficial: debido ao curto tempo de calefacción, a superficie da peza é menos propensa á oxidación e á descarburización, e a deformación inducida por quinching minimízase, garantindo unha boa calidade superficial.
4. Forza de fatiga máis elevada: a transformación da fase martensítica na capa superficial xera tensión compresiva, o que aumenta a resistencia á fatiga da peza de traballo.
5. Eficiencia de produción alta: o endurecemento da superficie de indución é adecuado para a produción en masa, ofrecendo alta eficiencia operativa.
C. Clasificación do tratamento térmico químico
Carburización, carburización, carburadora, cromizadora, siliconizadora, siliconizadora, siliconizadora, carbonitrizante, borocarburizando
D.Gas Carburización
A carburización de gases é un proceso onde se coloca unha peza nun forno de carburización de gas selado e quentado a unha temperatura que transforma o aceiro en austenita. A continuación, introdúcese directamente un axente de carburización no forno ou introdúcese directamente unha atmosfera carburadora, permitindo que os átomos de carbono se difundan na capa superficial da peza. Este proceso aumenta o contido de carbono (WC%) na superficie da peza.
√ CARBURIZACIÓN Axentes:
• Gases ricos en carbono: como o gas de carbón, o gas de petróleo licuado (GLP), etc.
• Líquidos orgánicos: como queroseno, metanol, benceno, etc.
√ CARBURIZAR Parámetros do proceso:
• Temperatura de carburización: 920 ~ 950 ° C.
• Tempo de carburización: depende da profundidade desexada da capa carburizada e da temperatura de carburización.
Tratamento de e.Calorio despois da carburización
O aceiro debe someterse a un tratamento térmico despois da carburación.
Proceso de tratamento térmico despois da carburización:
√quenching + temperado a baixa temperatura
1. REALIZACIÓN DIRECCIÓN DIRECTIVA Despois do temperado de baixa temperatura de baixa temperatura: a peza está previamente refrigerada desde a temperatura de carburización ata xusto por encima da temperatura ar₁ do núcleo e logo apagada inmediatamente, seguida de temperado a baixa temperatura a 160 ~ 180 ° C.
2. A extinción de cantas despois do pre-refrixeración + Temperado a baixa temperatura: despois da carburización, a peza é arrefriada lentamente ata a temperatura ambiente e logo recalentada para o calmante e o temperamento a baixa temperatura.
3. Double Quenching despois de pre-refrixeración + Temperado a baixa temperatura: Despois de carburizar e arrefriar lento, a peza sofre dúas etapas de calefacción e extinción, seguida de temperado a baixa temperatura.
Ⅴ.S. TRATAMENTO TEMA QUÍMICO DE SEELS
1. Definición do tratamento térmico químico
O tratamento con calor químico é un proceso de tratamento térmico no que se coloca unha peza de aceiro nun medio activo específico, quentado e mantido a temperatura, permitindo que os átomos activos do medio se difundan na superficie da peza de traballo. Isto cambia a composición química e a microestrutura da superficie da peza, alterando así as súas propiedades.
2. Proceso básico do tratamento térmico químico
Descomposición: durante o quecemento, o medio activo descompón, liberando átomos activos.
Absorción: os átomos activos son adsorbidos pola superficie do aceiro e disólvense na solución sólida do aceiro.
Difusión: os átomos activos absorbidos e disolvidos na superficie do aceiro migran cara ao interior.
Tipos de endurecemento da superficie de indución
A. Calefacción de indución de frecuencia de alta frecuencia
Frecuencia actual: 250 ~ 300 kHz.
Profundidade de capa endurecida: 0,5 ~ 2,0 mm.
Aplicacións: engrenaxes de módulo medio e pequeno e eixes de tamaño medio a mediano.
B. Calefacción de indución de frecuencia de medicamento
Frecuencia actual: 2500 ~ 8000 kHz.
Profundidade de capa endurecida: 2 ~ 10 mm.
Aplicacións: eixes máis grandes e engrenaxes de módulo grande a medio.
C. Calefacción de indución de frecuencia de potencia
Frecuencia actual: 50 Hz.
Profundidade de capa endurecida: 10 ~ 15 mm.
Aplicacións: pezas que requiren unha capa endurecida moi profunda.
3. Endurecemento da superficie de indución
Principio básico de endurecemento da superficie de indución
Efecto da pel:
Cando a corrente alterna na bobina de indución induce unha corrente na superficie da peza, a maioría da corrente inducida concéntrase preto da superficie, mentres que case ningunha corrente pasa polo interior da peza. Este fenómeno coñécese como o efecto da pel.
Principio de endurecemento da superficie de indución:
Con base no efecto da pel, a superficie da peza de traballo quéntase rapidamente ata a temperatura de austenitización (subindo a 800 ~ 1000 ° C en poucos segundos), mentres que o interior da peza permanece case sen quentar. A peza é entón arrefriada mediante pulverización de auga, conseguindo o endurecemento da superficie.
4.Temper brittleess
A temperatura de aceiro en aceiro apaixonado
O temperamento de temperatura refírese ao fenómeno onde a dureza do impacto do aceiro apagado diminúe significativamente cando se tempera a determinadas temperaturas.
Primeiro tipo de tempestade de temperamento
Rango de temperatura: 250 ° C a 350 ° C.
Características: Se o aceiro apagado é temperado dentro deste rango de temperatura, é moi probable que desenvolva este tipo de brectos de temperamento, que non se poden eliminar.
Solución: Evite temperar o aceiro apagado dentro deste rango de temperatura.
O primeiro tipo de fretidade temperada tamén se coñece como a fretidade temperada de baixa temperatura ou a incendencia de temperamento irreversible.
Ⅵ.Tempering
1. O recurso é un proceso final de tratamento térmico que segue a extinción.
Por que os aceiros extinguidos necesitan temperamento?
Microestrutura despois do apagado: despois do extinción, a microestrutura do aceiro consiste normalmente en martensita e austenita residual. Ambas son fases metastables e transformaranse en determinadas condicións.
Propiedades de Martensite: Martensite caracterízase por unha alta dureza, pero tamén con alta incapacidade (especialmente en martensita de agulla de alto carbono), que non cumpre os requisitos de rendemento para moitas aplicacións.
Características da transformación martensítica: a transformación en martensita prodúcese moi rapidamente. Despois de apagar, a peza ten tensións internas residuais que poden levar a deformación ou rachaduras.
Conclusión: A peza non se pode usar directamente despois de apagar! O temperamento é necesario para reducir as tensións internas e mellorar a dureza da peza, tornándoa adecuada para o seu uso.
2.Ferencia entre a endurecemento e a capacidade de endurecemento:
Hardenabilidade:
A endurecemento refírese á capacidade do aceiro para conseguir unha certa profundidade de endurecemento (a profundidade da capa endurecida) despois do calmante. Depende da composición e estrutura do aceiro, particularmente dos seus elementos de aliaxe e do tipo de aceiro. A endurecemento é unha medida do ben que o aceiro pode endurecer durante todo o grosor durante o proceso de extinción.
Dureza (capacidade de endurecemento):
A dureza ou a capacidade de endurecemento refírese á máxima dureza que se pode conseguir no aceiro despois do apagado. Está influenciado en gran medida polo contido de carbono do aceiro. O maior contido en carbono leva xeralmente a maior dureza potencial, pero isto pode estar limitado polos elementos de aliaxe do aceiro e a eficacia do proceso de extinción.
3. Hardenabilidade do aceiro
√concept of hardencability
A endurecemento refírese á capacidade do aceiro para conseguir unha certa profundidade de endurecemento martensítico despois de apagar a temperatura de austenitización. En termos máis sinxelos, é a capacidade do aceiro formar martensita durante o apagado.
Medición da endurecemento
O tamaño da endurecemento indícase pola profundidade da capa endurecida obtida en condicións especificadas despois do apagamento.
Profundidade de capa endurecida: esta é a profundidade da superficie da peza ata a rexión onde a estrutura é a metade de martensita.
Medios comúns de extinción:
• Auga
Características: Económico cunha forte capacidade de refrixeración, pero ten unha alta taxa de refrixeración preto do punto de ebulición, o que pode levar a un refrixeración excesiva.
Aplicación: normalmente usado para aceiros de carbono.
Auga salgada: solución de sal ou alcalino en auga, que ten unha maior capacidade de refrixeración a altas temperaturas en comparación coa auga, tornándoa adecuada para os aceiros de carbono.
• aceite
Características: proporciona unha taxa de refrixeración máis lenta a baixas temperaturas (preto do punto de ebulición), o que reduce efectivamente a tendencia de deformación e craqueo, pero ten unha menor capacidade de refrixeración a altas temperaturas.
Aplicación: adecuado para aceiros de aliaxe.
Tipos: inclúe o aceite de extinción, o aceite da máquina e o gasóleo.
Tempo de calefacción
O tempo de calefacción consiste tanto na taxa de calefacción (tempo tomada para alcanzar a temperatura desexada) como no tempo de retención (tempo mantido na temperatura obxectivo).
Principios para determinar o tempo de calefacción: garantir a distribución de temperatura uniforme en toda a peza, tanto dentro como fóra.
Asegúrese de que a austenitización completa e que a austenita formada é uniforme e fina.
Base para determinar o tempo de calefacción: normalmente estimado usando fórmulas empíricas ou determinadas mediante experimentación.
Medios de extinción
Dous aspectos clave:
A. Taxa de cool: unha maior taxa de refrixeración promove a formación de martensita.
B. Estrés residual: unha maior taxa de refrixeración aumenta o estrés residual, o que pode levar a unha maior tendencia á deformación e ao rachamento na peza de traballo.
Ⅶ.normalización
1. Definición de normalización
A normalización é un proceso de tratamento térmico no que o aceiro se quenta a unha temperatura de 30 ° C a 50 ° C por encima da temperatura AC3, que se mantén a esa temperatura e, a continuación, refrigere o aire para obter unha microestrutura próxima ao estado de equilibrio. En comparación co recocido, a normalización ten unha taxa de refrixeración máis rápida, obtendo unha estrutura máis fina de perlita (P) e maior resistencia e dureza.
2. Finalidade de normalizar
O propósito de normalizar é similar ao do recocido.
3. Aplicacións de normalización
• Elimina a cimentita secundaria en rede.
• Sirva como tratamento térmico final para pezas con requisitos máis baixos.
• Actúa como un tratamento térmico preparatorio para o aceiro estrutural de carbono baixo e medio para mellorar a maquinabilidade.
4. tipo de recocido
Primeiro tipo de recocido:
Propósito e función: o obxectivo non é inducir a transformación de fase senón transitar o aceiro dun estado desequilibrado a un estado equilibrado.
Tipos:
• Recocido de difusión: pretende homoxeneizar a composición eliminando a segregación.
• Recristalización Recocido: restaura a ductilidade eliminando os efectos do endurecemento do traballo.
• Recocido de alivio do estrés: reduce as tensións internas sen alterar a microestrutura.
Segundo tipo de recocido:
Finalidade e función: pretende cambiar a microestrutura e as propiedades, logrando unha microestrutura dominada pola perlita. Este tipo tamén garante que a distribución e morfoloxía de perlita, ferrita e carburos cumpran requisitos específicos.
Tipos:
• Recocido completo: quenta o aceiro por encima da temperatura AC3 e logo arrefrítao lentamente para producir unha estrutura uniforme de perlita.
• Recocido incompleto: quenta o aceiro entre as temperaturas AC1 e AC3 para transformar parcialmente a estrutura.
• Recocido isotérmico: quenta o aceiro a AC3 por encima do AC3, seguido dun arrefriamento rápido a unha temperatura isotérmica e a mantemento para lograr a estrutura desexada.
• Recocido de esferoidización: produce unha estrutura de carburo esferoidal, mellorando a maquinabilidade e a dureza.
Ⅷ.1.Definición do tratamento térmico
O tratamento térmico refírese a un proceso no que se quenta o metal, manténdose a unha temperatura específica e logo arrefriado mentres se atopa en estado sólido para alterar a súa estrutura interna e microestrutura, conseguindo así as propiedades desexadas.
2.Characterísticas do tratamento térmico
O tratamento térmico non cambia a forma da peza; Pola contra, altera a estrutura interna e a microestrutura do aceiro, que á súa vez cambia as propiedades do aceiro.
3.Purposición de tratamento térmico
O propósito do tratamento térmico é mellorar as propiedades mecánicas ou de procesamento do aceiro (ou pezas de traballo), utilizar plenamente o potencial do aceiro, mellorar a calidade da peza e ampliar a súa vida útil.
4. CONCLUSIÓN
Se as propiedades dun material poden mellorarse mediante o tratamento térmico depende de xeito crítico de se hai cambios na súa microestrutura e estrutura durante o proceso de calefacción e refrixeración.
Tempo de publicación: 19 de agosto-2024