O tratamento térmico refere-se a um processo de trabalho a quente de metal no qual os materiais são aquecidos, isolados e resfriados para obter a estrutura e as propriedades desejadas em um estado sólido.
Tratamento térmico
1. Normalizando:
Tratamento térmico de estruturas perlíticas por aquecimento de aço a um ponto crítico, AC3 ou uma temperatura adequada e arrefecimento após um determinado período de tempo.
2. Recozimento:
Um processo de tratamento térmico para resfriamento no ar. Aqueça a peça de trabalho do aço hipoeutectóide a 20 - 40 graus acima de AC3. Após um período de preservação do calor, resfrie lentamente (ou seja enterrado na areia ou cal) a menos de 500 graus
3. tratamento térmico de solução sólida:
As ligas são aquecidas a uma zona monofásica de alta temperatura a temperatura constante, permitindo que a fase excedente seja totalmente dissolvida na solução sólida, que é então rapidamente resfriada para obter uma solução sólida supersaturada.
4. Envelhecimento:
As propriedades das ligas mudam com o tempo quando são colocadas à temperatura ambiente ou ligeiramente acima da temperatura ambiente após tratamento térmico com solução sólida ou deformação plástica a frio.
5. tratamento de solução sólida:
Para dissolver todos os componentes da liga, fortaleça a solução sólida, melhore a tenacidade e a resistência à corrosão, elimine a tensão e amoleça, de modo a continuar o processamento e a moldagem.
6. tratamento de envelhecimento:
Aumente a temperatura, permita que a precipitação da fase aprimorada precipite, possa endurecer, melhore a intensidade.
7. Têmpera:
A austenita de aço é resfriada a uma taxa de resfriamento apropriada, de modo que a peça de trabalho é transformada em martensita na seção transversal ou dentro de uma determinada faixa.
8. Temperamento:
A peça endurecida é aquecida a uma temperatura apropriada abaixo do ponto crítico AC1 por um certo período de tempo, que é então resfriado por um método que atende aos requisitos para obter a microestrutura e propriedades desejadas.
9. Carburização de aço
A carburação é um processo de infiltração simultânea de carbono e nitrogênio na superfície do aço. Tradicionalmente, a carbonitretação também é chamada de cianação. A carbonitretação de gás de temperatura média e gás de baixa temperatura é amplamente utilizada. O principal objetivo da nitretação de carbono é melhorar a dureza, a resistência ao desgaste e a resistência à fadiga do aço. Carbonitretação a gás de baixa temperatura, principalmente nitretação. Seu principal objetivo é melhorar a resistência ao desgaste e anti-mordida de aço.
10. Têmpera e moderação
O tratamento térmico combinado com têmpera e têmpera é comumente usado para ser chamado de têmpera e revenimento. É amplamente utilizado em todos os tipos de peças estruturais importantes, especialmente as ligações, parafusos, engrenagens e eixos que funcionam com cargas alternadas. As propriedades mecânicas do sorbito temperado são melhores que as da sorbita normalizante com a mesma dureza. Sua dureza depende da temperatura de revenimento e está relacionada à estabilidade de têmpera do aço e à dimensão da peça, geralmente entre HB200 e 350.
Características do processo
O tratamento térmico de metal é um dos processos importantes na fabricação mecânica. Comparado com outros processos de usinagem, o tratamento térmico geralmente não altera a forma e a composição química geral da peça. Alterando a microestrutura dentro da peça, ou alterando a composição química na superfície da peça, ela confere ou melhora o desempenho da peça de trabalho. Caracteriza-se por melhorar a qualidade interna da peça, que geralmente não é visível a olho nu.
A fim de fazer com que a peça de metal tenha as propriedades mecânicas, propriedades físicas e propriedades químicas necessárias, além da seleção razoável de materiais e várias formas, o processo de tratamento térmico é freqüentemente necessário. O ferro e o aço são os materiais mais utilizados na indústria mecânica. Com microestrutura complexa, ferro e aço podem ser controlados através de tratamento térmico. Assim, o tratamento térmico de ferro e aço é o principal conteúdo do tratamento térmico de metal. Além disso, as propriedades mecânicas, físicas e químicas do alumínio, cobre, magnésio, titânio e outras ligas podem ser alteradas através do tratamento térmico para obter diferentes desempenhos. [1]
Processo térmico
O processo tecnológico
O processo de tratamento térmico geralmente inclui três processos de aquecimento, preservação de calor e resfriamento, às vezes apenas dois processos de aquecimento e resfriamento. Esses processos estão interligados e ininterruptos. O aquecimento é um dos processos importantes do tratamento térmico. Existem muitos métodos de aquecimento para tratamento térmico de metal. Carvão vegetal e carvão foram usados pela primeira vez como fontes de calor, e combustíveis líquidos e gasosos foram usados recentemente. A aplicação de eletricidade torna o aquecimento fácil de controlar e livre de poluição ambiental. Essas fontes de calor podem ser aquecidas direta ou indiretamente por sal fundido ou ouro e partículas flutuantes. Quando o metal é aquecido, a peça de trabalho é exposta ao ar, e ocorrem frequentemente oxidação e descarbonetação (isto é, redução do teor de carbono na superfície das peças de aço), o que afeta negativamente o desempenho superficial das peças. Como resultado, o metal é geralmente aquecido em uma atmosfera controlada ou protetora, sal fundido e vácuo. Eles também podem ser aquecidos com a proteção de tinta ou embalagem. A temperatura de aquecimento é um dos importantes parâmetros tecnológicos do processo de tratamento térmico. Selecionar e controlar a temperatura de aquecimento é a chave para garantir a qualidade do tratamento térmico. A temperatura de aquecimento varia com o material metálico e a finalidade do tratamento térmico, mas é geralmente aquecida acima da temperatura de mudança de fase para obter o tecido a alta temperatura. Além disso, leva um certo tempo para se transformar, portanto, quando a temperatura da superfície da peça de metal atende ao requisito, ela deve manter um certo tempo a essa temperatura para tornar as temperaturas interna e externa consistentes e tornar a microestrutura completamente transformada. Este período de tempo é chamado de tempo de espera. Quando se adota o aquecimento de alta densidade de energia e o tratamento térmico de superfície, a velocidade de aquecimento é extremamente rápida e geralmente não há tempo de preservação de calor, enquanto o tempo de preservação de calor do tratamento térmico químico é geralmente maior.
O resfriamento também é um passo indispensável no processo de tratamento térmico. O método de resfriamento varia com diferentes processos, controlando a taxa de resfriamento. Geralmente, a velocidade de resfriamento do recozimento é a mais lenta, a velocidade de resfriamento da normalização é mais rápida e a velocidade de resfriamento da têmpera é mais rápida. No entanto, existem requisitos diferentes para diferentes tipos de aço. Por exemplo, o aço duro oco pode ser endurecido com velocidade de resfriamento normal.
Classificação do processo
Processo de tratamento térmico de metal pode ser dividido em três grandes categorias: tratamento térmico integral, tratamento térmico de superfície e tratamento térmico químico. De acordo com diferentes meios de aquecimento, temperatura de aquecimento e método de arrefecimento, cada categoria pode ser dividida em vários processos diferentes de tratamento térmico. O mesmo tipo de metal usa processo de tratamento térmico diferente, pode obter diferentes tecidos, assim, a peça tem o desempenho diferente. O ferro e o aço são os metais mais utilizados na indústria. E a microestrutura do aço também é a mais complexa, por isso há uma variedade de processos de tratamento térmico de aço. O tratamento térmico integral é um processo de tratamento térmico de metal no qual a peça de trabalho é aquecida inteira e depois resfriada em uma taxa apropriada para obter a estrutura metalográfica necessária para alterar suas propriedades mecânicas gerais. De um modo geral, existem quatro processos básicos: recozimento, normalização, têmpera e revenimento.
Tecnologia significa
O recozimento é aquecer a peça de trabalho até a temperatura adequada, adotar um tempo de conservação de calor diferente de acordo com o tamanho do material e da peça de trabalho e, em seguida, esfriar lentamente a peça de trabalho. O objetivo é fazer com que a estrutura interna do metal atinja ou próximo ao estado de equilíbrio e obtenha bom desempenho técnico e desempenho de serviço, ou prepare o tecido para uma extinção adicional. Normalizar é resfriar a peça de trabalho no ar após aquecê-la a uma temperatura adequada. O efeito da normalização é semelhante ao do recozimento, mas o tecido obtido é mais fino. É frequentemente utilizado para melhorar o desempenho de corte dos materiais e é por vezes utilizado para o tratamento térmico final de algumas peças com menos requisitos. A têmpera refere-se ao resfriamento rápido da peça de trabalho em água, óleo, sal inorgânico, solução de água orgânica e outros meios de têmpera após o aquecimento e a manutenção da peça de trabalho. Após a extinção, o aço torna-se duro, mas ao mesmo tempo se torna frágil. Para eliminar a fragilidade no tempo, geralmente precisa ser temperado no tempo. Para reduzir a fragilidade do aço, mantenha o aço endurecido a certa temperatura entre a temperatura ambiente e 650 ℃ por um longo período de tempo e, em seguida, resfrie-o novamente. Esse processo é chamado de moderação.
Recozimento, normalização, têmpera e têmpera são os "quatro maçaricos" em todo o tratamento térmico, entre os quais a têmpera e têmpera estão intimamente relacionados e freqüentemente usados em conjunto. Com diferentes temperaturas de aquecimento e modo de refrigeração, os "quatro maçaricos" desenvolveram diferentes processos de tratamento térmico. Para tornar a peça de trabalho com uma certa resistência e tenacidade, o processo de combinação de têmpera e têmpera de alta temperatura é chamado de revenido. Depois que algumas ligas são endurecidas em uma solução sólida supersaturada, elas são mantidas à temperatura ambiente ou a temperatura apropriada levemente mais alta por um longo tempo para melhorar a dureza, resistência ou magnetismo elétrico, etc. Esse processo de tratamento térmico é chamado de tratamento de envelhecimento. A deformação por usinagem por pressão e o tratamento térmico são combinados de forma eficaz e próxima, de modo que a peça de trabalho possa obter uma boa combinação de resistência e tenacidade. Esse processo de tratamento térmico é chamado de tratamento térmico por deformação. O tratamento térmico na atmosfera de vácuo ou vácuo é chamado de tratamento térmico a vácuo, que não só pode fazer a peça não oxidar, não descarbonizar, manter a superfície da peça de trabalho limpa e melhorar o desempenho da peça, mas também realizar tratamento térmico químico o agente infiltrante. O tratamento térmico de superfície é um processo de tratamento térmico de metal que apenas aquece a superfície da peça de trabalho para alterar suas propriedades mecânicas. Para aquecer somente a superfície da peça de trabalho sem introduzir muito calor na peça de trabalho, a fonte de calor usada deve ter alta densidade de energia, ou seja, fornecer maior quantidade de calor para a peça de trabalho por unidade de área. a energia superficial ou local pode atingir alta temperatura por um curto período de tempo ou instantânea. Os principais métodos de tratamento térmico de superfície são a têmpera por chama e o tratamento térmico por indução. As fontes de calor comumente usadas são oxiacetileno ou oxipropano, indutem corrente, feixe de laser e elétron, etc.
O tratamento térmico químico é um processo de tratamento térmico de metal, alterando a composição química, a estrutura e o desempenho da superfície da peça de trabalho. O tratamento térmico químico difere do tratamento térmico superficial na medida em que o primeiro modifica a composição química da superfície da peça de trabalho. O tratamento térmico químico consiste em colocar a peça no meio contendo carbono, sal ou outros elementos de liga (gás, líquido, sólido) e preservar o calor, para que a superfície da peça possa ser infiltrada em carbono, nitrogênio, boro, cromo e outros elementos. Após a infiltração de elementos, outros processos de tratamento térmico, como têmpera e têmpera, são às vezes necessários. Os principais métodos de tratamento térmico químico são cementação, nitretação e cementação de metais. O tratamento térmico é um dos processos importantes na fabricação de peças mecânicas e moldes. De um modo geral, ele pode garantir e melhorar várias propriedades da peça, como resistência ao desgaste, resistência à corrosão. A estrutura e o estado de tensão do blank também podem ser melhorados para facilitar vários processamentos a frio e a quente. Por exemplo, ferro fundido branco pode ser feito maleável após recozimento por um longo tempo e sua plasticidade pode ser melhorada. Engrenagem com processo de tratamento térmico correto, a vida útil pode ser dobrada ou dezenas de vezes do que a engrenagem sem tratamento térmico. Além disso, os aços de baixo carbono têm as propriedades de certos aços de liga de valência, infiltrando alguns elementos de liga. Desta forma, os aços de baixo carbono podem substituir alguns aços resistentes ao calor e aços inoxidáveis. Além disso, quase todos os moldes precisam ser tratados termicamente antes do uso.
