Ⅰ. Il concetto di base del trattamento termico.
A. Il concetto di base del trattamento termico.
Gli elementi e le funzioni di base diTrattamento termico:
1. Riettuatura
Lo scopo è quello di ottenere una struttura di austenite uniforme e fine.
2. -Holding
L'obiettivo è garantire che il pezzo sia completamente riscaldato e prevenire la decarburizzazione e l'ossidazione.
3.Cooling
L'obiettivo è trasformare l'austenite in diverse microstrutture.
Microstrutture dopo il trattamento termico
Durante il processo di raffreddamento dopo il riscaldamento e la tenuta, l'austenite si trasforma in diverse microstrutture a seconda della velocità di raffreddamento. Microstrutture diverse presentano proprietà diverse.
B. Il concetto di base del trattamento termico.
Classificazione basata su metodi di riscaldamento e raffreddamento, nonché la microstruttura e le proprietà dell'acciaio
1. Trattamento termico convenzionale (trattamento termico generale): tempera, ricottura, normalizzazione, tempra
2. Trattamento del calore della superficie: tempra superficiale, tempra della superficie di riscaldamento a induzione, tempra della superficie di riscaldamento della fiamma, tempra della superficie di riscaldamento a contatto elettrico.
3. Trattamento termico chimico: carbburoso, nitriding, carbonitriding.
4. Altri trattamenti termici: trattamento termico controllato con atmosfera, trattamento termico sotto vuoto, trattamento termico di deformazione.
C. Temperatura critica degli acciai
La temperatura di trasformazione critica dell'acciaio è una base importante per determinare i processi di riscaldamento, mantenimento e raffreddamento durante il trattamento termico. È determinato dal diagramma di fase di ferro-carbonio.
Conclusione chiave:La temperatura di trasformazione critica effettiva dell'acciaio è sempre in ritardo rispetto alla temperatura teorica di trasformazione critica. Ciò significa che durante il riscaldamento è necessario un surriscaldamento durante il riscaldamento e il sottoinvolgente.
Ⅱ. Annanni e normalizzazione dell'acciaio
1. Definizione di ricottura
La ricottura comporta il riscaldamento dell'acciaio a una temperatura sopra o sotto il punto critico AC₁ che lo tiene a quella temperatura e quindi il raffreddarlo lentamente, di solito all'interno del forno, per ottenere una struttura vicina all'equilibrio.
2. Scopo della ricottura
① -adeguatezza per la lavorazione: raggiungimento della durezza macchina nella gamma di HB170 ~ 230.
②Leive Stress residuo: impedisce la deformazione o il cracking durante i processi successivi.
③ Struttura del grano in frena: migliora la microstruttura.
④ Preparazione per il trattamento termico finale: ottiene la peperla granulare (sferoidizzata) per il successivo tempra e tempra.
3.Spheroidizzante ricottura
Specifiche del processo: la temperatura di riscaldamento è vicino al punto AC₁.
Scopo: sferoidizzare la cementite o i carburi in acciaio, con conseguente perle granulare (sferoidizzata).
Gamma applicabile: utilizzato per acciai con composizioni eutettoide e ipereutectoidi.
4. Affermare la ricottura (ricottura omogeneizzazione)
Specifiche del processo: la temperatura di riscaldamento è leggermente al di sotto della linea solvus sul diagramma di fase.
Scopo: eliminare la segregazione.
① per bassoacciaio al carbonioCon un contenuto di carbonio inferiore allo 0,25%, la normalizzazione è preferita rispetto alla ricottura come trattamento termico preparatorio.
Per l'acciaio a medio carbonio con contenuto di carbonio tra lo 0,25% e lo 0,50%, la ricottura o la normalizzazione possono essere utilizzate come trattamento termico preparatorio.
Per l'acciaio medio-alto a carbonio con contenuto di carbonio tra lo 0,50% e lo 0,75%, si raccomanda la ricottura completa.
④ per altoacciaio al carbonioCon un contenuto di carbonio superiore allo 0,75%, la normalizzazione viene prima utilizzata per eliminare la rete FE₃C, seguita dalla ricottura sferoidizzante.
Ⅲ.Quenching and Tempering of Steel
A.Quenching
1. Definizione di tempra: l'estinzione comporta il riscaldamento dell'acciaio a una certa temperatura sopra il punto AC₃ o AC₁, tenendolo a quella temperatura e quindi raffreddarlo a una velocità maggiore della velocità di raffreddamento critica per formare martensite.
2. Scopo del tempra: l'obiettivo principale è quello di ottenere martensite (o talvolta bainite inferiore) per aumentare la durezza e la resistenza all'usura dell'acciaio. L'estinzione è uno dei più importanti processi di trattamento termico per l'acciaio.
3. Determinando le temperature di tempra per diversi tipi di acciaio
Acciaio ipoeutettoide: AC₃ + 30 ° C a 50 ° C
Acciaio eutettoide e ipereutettoide: AC₁ + 30 ° C a 50 ° C
Acciaio in lega: da 50 ° C a 100 ° C sopra la temperatura critica
4. Caratteristiche di raffreddamento di un mezzo di spegnimento ideale:
Raffreddamento lento prima della temperatura "naso": per ridurre sufficientemente lo stress termico.
Elevata capacità di raffreddamento vicino alla temperatura "naso": per evitare la formazione di strutture non martesitiche.
Raffreddamento lento vicino a M₅ Punto: per ridurre al minimo lo stress indotto dalla trasformazione martensitica.
5. Metodi di raccolta e le loro caratteristiche:
①Simple Discingente: facile da usare e adatto a pezzi di lavoro di piccole dimensioni. La microstruttura risultante è Martensite (M).
② Doppio tempra: più complesso e difficile da controllare, utilizzato per acciaio ad alto contenuto di carbonio a forma di complessa e pezzi in acciaio in lega più grandi. La microstruttura risultante è Martensite (M).
③ Shincing rotonda: un processo più complesso, utilizzato per pezzi in acciaio in lega di grandi dimensioni. La microstruttura risultante è Martensite (M).
④ Isotermica tempra: utilizzato per pezzi di piccole e complessi a forma di requisiti elevati. La microstruttura risultante è bainite inferiore (B).
6. Fattori che influenzano la intensità
Il livello di intensurabilità dipende dalla stabilità dell'austenite super raffreddata in acciaio. Maggiore è la stabilità dell'austenite super raffreddata, migliore è la difficoltà e viceversa.
Fattori che influenzano la stabilità dell'austenite super raffreddata:
Posizione della curva C: se la curva C si sposta a destra, il tasso di raffreddamento critico per l'estinzione diminuisce, migliorando la difficoltà.
Conclusione chiave:
Qualsiasi fattore che sposta la curva C a destra aumenta l'indurnabilità dell'acciaio.
Fattore principale:
Composizione chimica: ad eccezione del cobalto (CO), tutti gli elementi di lega disciolti in austenite aumentano la difficoltà.
Più il contenuto di carbonio è più vicino alla composizione eutettoide in acciaio al carbonio, più la curva C si sposta a destra e maggiore è la potenziamento.
7.Determinazione e rappresentazione di Affidamento
①Ed Test di indurnabilità di tempra: la difficoltà viene misurata utilizzando il metodo di test di curvatura finale.
② Metodo del diametro di tempra critico: il diametro di tempra critico (D₀) rappresenta il diametro massimo dell'acciaio che può essere completamente indurito in un mezzo di tempra specifico.
B. Temperatura
1. Definizione di temperamento
Il temperamento è un processo di trattamento termico in cui l'acciaio estinto viene riscaldato a una temperatura al di sotto del punto A₁, tenuto a quella temperatura e quindi raffreddato a temperatura ambiente.
2. Scopo del temperamento
Ridurre o eliminare lo stress residuo: impedisce la deformazione o il cracking del pezzo.
Ridurre o eliminare l'austenite residua: stabilizza le dimensioni del pezzo.
Elimina la fragilità dell'acciaio estinto: regola la microstruttura e le proprietà per soddisfare i requisiti del pezzo.
Nota importante: l'acciaio deve essere temperato prontamente dopo l'estinzione.
3. Processi di temperatura
1. Temperatura
Scopo: ridurre lo stress da estinzione, migliorare la tenacità del pezzo e ottenere un'elevata durezza e resistenza all'usura.
Temperatura: 150 ° C ~ 250 ° C.
Performance: durezza: HRC 58 ~ 64. Elevata durezza e resistenza all'usura.
APPLICAZIONI: strumenti, stampi, cuscinetti, parti carburalizzate e componenti induriti in superficie.
2. Temperatura alta
Scopo: ottenere un'elevata tenacità insieme a forza e durezza sufficienti.
Temperatura: 500 ° C ~ 600 ° C.
Performance: durezza: HRC 25 ~ 35. Buone proprietà meccaniche complessive.
Applicazioni: alberi, ingranaggi, aste di collegamento, ecc.
Raffinazione termica
Definizione: tempra seguita da tempismo ad alta temperatura è chiamato raffinazione termica o semplicemente temperamento. L'acciaio trattato da questo processo ha eccellenti prestazioni complessive ed è ampiamente utilizzato.
Ⅳ. Trattamento termico della superficie dell'acciaio
A.Surface Destincing di acciai
1. Definizione di indurimento superficiale
L'indurimento superficiale è un processo di trattamento termico progettato per rafforzare lo strato superficiale di un pezzo riscaldandolo rapidamente per trasformare lo strato superficiale in austenite e quindi raffreddarlo rapidamente. Questo processo viene eseguito senza alterare la composizione chimica dell'acciaio o la struttura centrale del materiale.
2. Materiali utilizzati per la struttura di indurimento superficiale e post-raduce
Materiali utilizzati per l'indurimento superficiale
Materiali tipici: acciaio di carbonio medio e acciaio in lega di carbonio medio.
Pre-trattamento: processo tipico: tempera. Se le proprietà di base non sono critiche, è possibile utilizzare la normalizzazione.
Struttura post-indurimento
Struttura superficiale: lo strato superficiale in genere forma una struttura indurita come martensite o bainite, che fornisce un'elevata durezza e resistenza all'usura.
Struttura del nucleo: il nucleo dell'acciaio mantiene generalmente la sua struttura originale, come la perle o lo stato temperato, a seconda del processo di pre-trattamento e delle proprietà del materiale di base. Ciò garantisce che il nucleo mantenga una buona durezza e forza.
B.Caracteristica dell'indurimento della superficie di induzione
1. Temperatura di riscaldamento alta e aumento rapido della temperatura: l'indurimento della superficie di induzione comporta in genere alti temperature di riscaldamento e rapide velocità di riscaldamento, consentendo un rapido riscaldamento in breve tempo.
2. Struttura del grano di austenite fine nello strato superficiale: durante il rapido riscaldamento e il successivo processo di tempra, lo strato superficiale forma grani austenite fini. Dopo l'estinzione, la superficie è costituita principalmente da martensite fine, con durezza in genere 2-3 HRC superiore rispetto alla tempra convenzionale.
3. Buona qualità della superficie: a causa del breve tempo di riscaldamento, la superficie del pezzo è meno soggetta all'ossidazione e alla decarburizzazione e la deformazione indotta da tempra è ridotta al minimo, garantendo una buona qualità della superficie.
4. ALTA FAGGIO DI FUTICA: la trasformazione della fase martensitica nello strato superficiale genera stress compressivo, che aumenta la resistenza a fatica del pezzo.
5. Efficienza di produzione alta: l'indurimento della superficie di induzione è adatto alla produzione di massa, offrendo un'elevata efficienza operativa.
C. Classificazione del trattamento termico chimico
Carburazione, carburizzazione, carburizzazione, cromitante, siliconizzazione, siliconizzazione, siliconizzazione, carbonitriding, borocarburismo
D.Gas Carburizing
La carburizzazione a gas è un processo in cui un pezzo viene collocato in un forno a carburi a gas sigillato e riscaldato a una temperatura che trasforma l'acciaio in austenite. Quindi, un agente in carburi viene gocciolato nella fornace o viene introdotta direttamente un'atmosfera in carburizzazione, consentendo agli atomi di carbonio di diffondersi nello strato superficiale del pezzo. Questo processo aumenta il contenuto di carbonio (WC%) sulla superficie del pezzo.
√ Agenti di comando:
• Gas ricchi di carbonio: come gas a carbone, gas petrolifero liquefatto (GPL), ecc.
• Liquidi organici: come cherosene, metanolo, benzene, ecc.
√ Parametri del processo di comando:
• Temperatura di carburizzazione: 920 ~ 950 ° C.
• Tempo di carburizzazione: dipende dalla profondità desiderata dello strato carbburiato e dalla temperatura del carburizzazione.
Trattamento di E. -CHEEAT dopo la carburizzazione
L'acciaio deve sottoporsi a un trattamento termico dopo il carburi.
Processo di trattamento termico dopo la carburizzazione:
√ Checenching + Temperatura a bassa temperatura
1. Diretto tempra dopo il pre-raffreddamento + temperamento a bassa temperatura: il pezzo viene pre-raffreddato dalla temperatura di carburizzazione appena sopra la temperatura ar₁ del nucleo e quindi immediatamente spento, seguito da una temperatura a bassa temperatura a 160 ~ 180 ° C.
2.Single di tempra dopo il pre-raffreddamento + temperamento a bassa temperatura: dopo la carburizzazione, il pezzo viene lentamente raffreddato a temperatura ambiente, quindi riscaldato per tempra e temperatura a bassa temperatura.
3. Doppio tempra dopo il pre-raffreddamento + temperatura a bassa temperatura: dopo il carburi e il raffreddamento lento, il pezzo subisce due fasi di riscaldamento e tempra, seguiti da temperatura a bassa temperatura.
Ⅴ. Trattamento calda chimico degli acciai
1. Definizione del trattamento termico chimico
Il trattamento termico chimico è un processo di trattamento termico in cui un pezzo in acciaio viene posizionato in uno specifico mezzo attivo, riscaldato e tenuto a temperatura, consentendo agli atomi attivi nel mezzo di diffondere nella superficie del pezzo. Ciò cambia la composizione chimica e la microstruttura della superficie del pezzo, alterando così le sue proprietà.
2. Processo di trattamento termico chimico
Decomposizione: durante il riscaldamento, il mezzo attivo si decompone, rilasciando atomi attivi.
Assorbimento: gli atomi attivi sono adsorbiti dalla superficie dell'acciaio e si dissolvono nella soluzione solida dell'acciaio.
Diffusione: gli atomi attivi assorbiti e sciolti sulla superficie dell'acciaio migrano all'interno.
Tipi di indurimento della superficie di induzione
A. Riscaldamento a induzione di A. High-Frequency
Frequenza corrente: 250 ~ 300 kHz.
Profondità dello strato indurita: 0,5 ~ 2,0 mm.
Applicazioni: ingranaggi di media e piccoli moduli e alberi di piccole e medie dimensioni.
Riscaldamento a induzione di B.Medium-frequenza
Frequenza corrente: 2500 ~ 8000 kHz.
Profondità di strato indurita: 2 ~ 10 mm.
Applicazioni: alberi più grandi e ingranaggi del modulo da grande a medio.
Riscaldamento a induzione della frequenza di c.Perca
Frequenza corrente: 50 Hz.
Profondità di strato indurita: 10 ~ 15 mm.
Applicazioni: pezzi di lavoro che richiedono uno strato indurito molto profondo.
3. Indurimento della superficie di induzione
Principio di base dell'indurimento della superficie di induzione
Effetto della pelle:
Quando si alternano la corrente nella bobina di induzione induce una corrente sulla superficie del pezzo, la maggior parte della corrente indotta è concentrata vicino alla superficie, mentre quasi nessuna corrente passa attraverso l'interno del pezzo. Questo fenomeno è noto come effetto della pelle.
Principio di indurimento della superficie di induzione:
Sulla base dell'effetto della pelle, la superficie del pezzo viene rapidamente riscaldata alla temperatura di austenitizzazione (che sale a 800 ~ 1000 ° C in pochi secondi), mentre l'interno del pezzo rimane quasi non ristretto. Il pezzo viene quindi raffreddato dalla spruzzatura dell'acqua, raggiungendo l'indurimento della superficie.
4. Temper Brittlianess
Temperando la fragilità in acciaio estinto
Il temprare la fragilità si riferisce al fenomeno in cui la tenacità dell'impatto dell'acciaio si è significativamente diminuito quando è temperato a determinate temperature.
Primo tipo di tempra alla fragilità
Intervallo di temperatura: da 250 ° C a 350 ° C.
Caratteristiche: se l'acciaio estinto è temperato in questo intervallo di temperatura, è molto probabile che sviluppi questo tipo di fragilità di temperamento, che non può essere eliminato.
SOLUZIONE: evitare l'acciaio temprato in questo intervallo di temperatura.
Il primo tipo di fragilità di temperamento è anche noto come fragilità di temperatura a bassa temperatura o fragilità irreversibile di temperamento.
Ⅵ.tempering
1. Temperando è un processo di trattamento termico finale che segue la tempra.
Perché gli acciai estinti hanno bisogno di temprare?
Microstruttura dopo estinzione: dopo l'estinzione, la microstruttura di acciaio è in genere costituita da martensite e austenite residua. Entrambi sono fasi metastabili e si trasformeranno in determinate condizioni.
Proprietà di Martensite: la martensite è caratterizzata da alta durezza ma anche elevata fragilità (specialmente nella martensite ad aghi ad alto contenuto di carbonio), che non soddisfa i requisiti di prestazione per molte applicazioni.
Caratteristiche della trasformazione martensitica: la trasformazione in martensite si verifica molto rapidamente. Dopo l'estinzione, il pezzo ha sollecitazioni interne residue che possono portare a deformazioni o crack.
Conclusione: il pezzo non può essere usato direttamente dopo l'estinzione! Il temperamento è necessario per ridurre le sollecitazioni interne e migliorare la tenacità del pezzo, rendendolo adatto all'uso.
2. Differenza tra intensurabilità e capacità di indurimento:
Affidamento:
L'intensità si riferisce alla capacità dell'acciaio di ottenere una certa profondità di indurimento (la profondità dello strato indurito) dopo l'estinzione. Dipende dalla composizione e dalla struttura dell'acciaio, in particolare i suoi elementi legati e il tipo di acciaio. L'indurnabilità è una misura del modo in cui l'acciaio può indurirsi per tutto il suo spessore durante il processo di tempra.
Durezza (capacità di indurimento):
La durezza o la capacità di indurimento si riferisce alla massima durezza che può essere raggiunta nell'acciaio dopo l'estinzione. È in gran parte influenzato dal contenuto di carbonio dell'acciaio. Un maggiore contenuto di carbonio porta generalmente a una maggiore durezza potenziale, ma ciò può essere limitato dagli elementi legati dell'acciaio e dall'efficacia del processo di tempra.
3. Hardenibilità dell'acciaio
√ Concetto di intensità
L'indurnabilità si riferisce alla capacità dell'acciaio di ottenere una certa profondità di indurimento martensitico dopo essersi estinto dalla temperatura di Austenitizzazione. In termini più semplici, è la capacità dell'acciaio formare martensite durante l'estinzione.
Misurazione di intensurabilità
La dimensione dell'alimentabilità è indicata dalla profondità dello strato indurito ottenuto in condizioni specifiche dopo l'estinzione.
Profondità di strato indurita: questa è la profondità dalla superficie del pezzo alla regione in cui la struttura è metà martensite.
Media di spegnimento comuni:
•Acqua
Caratteristiche: economico con forte capacità di raffreddamento, ma ha un elevato tasso di raffreddamento vicino al punto di ebollizione, che può portare a un raffreddamento eccessivo.
Applicazione: in genere utilizzato per acciai per carbonio.
Acqua salata: una soluzione di sale o alcali in acqua, che ha una capacità di raffreddamento più elevata ad alte temperature rispetto all'acqua, rendendolo adatto agli acciai per carbonio.
•Olio
Caratteristiche: fornisce una velocità di raffreddamento più lenta a basse temperature (vicino al punto di ebollizione), che riduce efficacemente la tendenza alla deformazione e al cracking, ma ha una capacità di raffreddamento più bassa ad alte temperature.
Applicazione: adatto per gli acciai in lega.
Tipi: include olio di tempra, olio per macchine e gasolio.
Tempo di riscaldamento
Il tempo di riscaldamento è costituito sia dalla velocità di riscaldamento (tempo impiegato per raggiungere la temperatura desiderata) sia del tempo di mantenimento (tempo mantenuto alla temperatura target).
Principi per determinare il tempo di riscaldamento: garantire la distribuzione uniforme della temperatura in tutto il pezzo, sia all'interno che all'esterno.
Assicurati che l'austenitizzazione completa e che l'austenite si forma sia uniforme e fine.
Base per determinare il tempo di riscaldamento: solitamente stimato usando formule empiriche o determinate attraverso la sperimentazione.
Spegnimento dei media
Due aspetti chiave:
A. Tasso di raffreddamento: una velocità di raffreddamento più elevata promuove la formazione di martensite.
B. Stress residuale: una velocità di raffreddamento più elevata aumenta lo stress residuo, che può portare a una maggiore tendenza alla deformazione e al cracking nel pezzo.
Ⅶ.Normalizing
1. Definizione di normalizzazione
La normalizzazione è un processo di trattamento termico in cui l'acciaio viene riscaldato a una temperatura da 30 ° C a 50 ° C al di sopra della temperatura AC3, mantenuta a quella temperatura e quindi raffreddata all'aria per ottenere una microstruttura vicino allo stato di equilibrio. Rispetto alla ricottura, la normalizzazione ha una velocità di raffreddamento più rapida, risultando in una struttura di perle (P) più fine (P) e maggiore resistenza e durezza.
2. Scopo della normalizzazione
Lo scopo della normalizzazione è simile a quello della ricottura.
3. Applicazioni di normalizzazione
• Eliminare la cementite secondaria in rete.
• Servire come trattamento termico finale per parti con requisiti più bassi.
• Agisci come un trattamento termico preparatorio per l'acciaio strutturale a bassa e media carbonio per migliorare la lavorabilità.
4. Tipi di ricottura
Primo tipo di ricottura:
Scopo e funzione: l'obiettivo non è quello di indurre la trasformazione di fase ma di passare l'acciaio da uno stato sbilanciato a uno stato equilibrato.
Tipi:
• Ricottura a diffusione: mira a omogeneizzare la composizione eliminando la segregazione.
• Ricottura di ricristallizzazione: ripristina la duttilità eliminando gli effetti dell'indurimento del lavoro.
• RIPPATTA LIVELLA DELLA STRESS: riduce le sollecitazioni interne senza alterare la microstruttura.
Secondo tipo di ricottura:
Scopo e funzione: mira a modificare la microstruttura e le proprietà, raggiungendo una microstruttura dominata dalla peperone. Questo tipo garantisce anche che la distribuzione e la morfologia di Pearlite, Ferrite e Carbide soddisfano requisiti specifici.
Tipi:
• Ricottura completa: riscalda l'acciaio sopra la temperatura AC3 e quindi lo raffredda lentamente per produrre una struttura di perle uniforme.
• Ricottura incompleta: riscalda l'acciaio tra le temperature AC1 e AC3 per trasformare parzialmente la struttura.
• Ricottura isotermica: riscalda l'acciaio al di sopra di AC3, seguito da un rapido raffreddamento a una temperatura isotermica e di tenuta per raggiungere la struttura desiderata.
• Ricottura sferoidizzante: produce una struttura in carburo sferoidale, migliorando la lavorabilità e la tenacità.
Ⅷ.1. Definizione del trattamento termico
Il trattamento termico si riferisce a un processo in cui il metallo viene riscaldato, tenuto a una temperatura specifica e quindi raffreddato mentre è in uno stato solido per alterare la sua struttura interna e microstruttura, raggiungendo così le proprietà desiderate.
2.Caratteristiche del trattamento termico
Il trattamento termico non cambia la forma del pezzo; Invece, altera la struttura interna e la microstruttura dell'acciaio, che a sua volta cambia le proprietà dell'acciaio.
3.Purgo del trattamento termico
Lo scopo del trattamento termico è migliorare le proprietà meccaniche o di lavorazione dell'acciaio (o dei pezzi), utilizzare pienamente il potenziale dell'acciaio, migliorare la qualità del pezzo ed estendere la sua durata di servizio.
4.Make Conclusione
Se le proprietà di un materiale possono essere migliorate attraverso il trattamento termico dipende in modo critico dal fatto che ci siano cambiamenti nella sua microstruttura e struttura durante il processo di riscaldamento e raffreddamento.
Tempo post: agosto-19-2024