Cómo distinguir entre enfriamiento, revenido, normalización y recocido

¿Qué es el templado?

El templado es un proceso de tratamiento térmico en el que el material o pieza metálica templada se calienta a una temperatura específica, se mantiene durante un período determinado y luego se enfría de cierta manera. El templado es una operación que se realiza inmediatamente después del templado y suele ser la última parte del tratamiento térmico de la pieza de trabajo. El proceso combinado de temple y revenido se denomina tratamiento final. El objetivo principal del templado y revenido es:

1) Reducir la tensión interna y reducir la fragilidad. Las piezas templadas presentan tensiones y fragilidad importantes. Tenderán a deformarse o incluso agrietarse si no se templan a tiempo.

2) Ajustar las propiedades mecánicas de la pieza de trabajo. Después del templado, la pieza de trabajo tiene alta dureza y gran fragilidad. Se puede ajustar mediante templado, dureza, resistencia, plasticidad y tenacidad para cumplir con los diferentes requisitos de rendimiento de varias piezas de trabajo.

3) Estabilizar el tamaño de la pieza de trabajo. La estructura metalográfica se puede estabilizar mediante templado para garantizar que no se produzca deformación durante el uso futuro.

4) Mejorar el rendimiento de corte de ciertos aceros aleados.
El efecto del templado es:

① Mejore la estabilidad de la organización para que la estructura de la pieza de trabajo ya no cambie durante el uso para que el tamaño geométrico y el rendimiento permanezcan estables.

② Elimine la tensión interna para mejorar el rendimiento de la pieza de trabajo y estabilizar el tamaño geométrico de la pieza de trabajo.

③ Ajustar las propiedades mecánicas del acero para cumplir con los requisitos de uso.

La razón por la que el templado tiene estos efectos es que cuando la temperatura aumenta, aumenta la actividad atómica. Los átomos de hierro, carbono y otros elementos de aleación en el acero pueden difundirse más rápido para realizar la reordenación y combinación de partículas, volviéndolo inestable. La organización desequilibrada se transformó gradualmente en una organización estable y equilibrada. La eliminación de la tensión interna también está relacionada con la disminución de la resistencia del metal cuando aumenta la temperatura. Cuando se templa el acero en general, la dureza y la resistencia disminuyen y la plasticidad aumenta. Cuanto mayor sea la temperatura de templado, más significativo será el cambio en estas propiedades mecánicas. Algunos aceros aleados con mayor contenido de elementos de aleación precipitarán algunas partículas finas de compuestos metálicos cuando se templan en un rango de temperatura específico, lo que aumentará la resistencia y la dureza. Este fenómeno se llama endurecimiento secundario.
Requisitos de templado: las piezas de trabajo con diferentes propósitos deben templarse a varias temperaturas para cumplir con los requisitos de uso.

① Las herramientas, los cojinetes, las piezas cementadas y endurecidas y las piezas con superficie endurecida suelen templarse por debajo de 250 °C. La dureza cambia poco después del templado a baja temperatura, la tensión interna se reduce y la tenacidad mejora ligeramente.

② El resorte se templa a una temperatura media de 350～500℃ para obtener mayor elasticidad y dureza necesaria.

③ Las piezas hechas de acero estructural de medio carbono generalmente se templan a altas temperaturas de 500 a 600 ℃ para obtener una buena combinación de resistencia y tenacidad adecuadas.

 

Cuando el acero se templa a unos 300°C, a menudo aumenta su fragilidad. Este fenómeno se denomina primer tipo de fragilidad del temperamento. Generalmente no se debe templar en este rango de temperatura. Ciertos aceros estructurales de aleación de medio carbono también son propensos a volverse quebradizos si se enfrían lentamente a temperatura ambiente después del revenido a alta temperatura. Este fenómeno se denomina segundo tipo de fragilidad del temperamento. Agregar molibdeno al acero o enfriarlo en aceite o agua durante el templado puede prevenir el segundo tipo de fragilidad del templado. Este tipo de fragilidad se puede eliminar recalentando el segundo tipo de acero frágil templado a la temperatura de templado original.

En producción, a menudo se basa en los requisitos de rendimiento de la pieza de trabajo. Según las diferentes temperaturas de calentamiento, el templado se divide en baja temperatura, media temperatura y alta temperatura. El proceso de tratamiento térmico que combina el temple y el posterior revenido a alta temperatura se denomina temple y revenido, lo que significa que tiene alta resistencia y buena tenacidad plástica.

1. Templado a baja temperatura: 150-250 °C, ciclos M, reduce la tensión interna y la fragilidad, mejora la tenacidad del plástico y tiene mayor dureza y resistencia al desgaste. Solía ​​hacer herramientas de medición, herramientas de corte, rodamientos, etc.

2. Templado a temperatura intermedia: 350-500 ℃, ciclo T, alta elasticidad, cierta plasticidad y dureza. Se utiliza para fabricar resortes, troqueles de forja, etc.pieza de mecanizado CNC

3. Templado a alta temperatura: 500-650 ℃, tiempo S, con buenas propiedades mecánicas integrales. Solía ​​hacer engranajes, cigüeñales, etc.

¿Qué es normalizar?

La normalización es un tratamiento térmico que mejora la tenacidad del acero. Después de calentar el componente de acero a 30 ~ 50 °C por encima de la temperatura Ac3, se mantiene caliente y se enfría con aire. La característica principal es que la velocidad de enfriamiento es más rápida que la del recocido y menor que la del enfriamiento. Durante la normalización, los granos cristalinos del acero se pueden refinar mediante un enfriamiento ligeramente más rápido. No sólo se puede obtener una resistencia satisfactoria, sino que también se puede mejorar y reducir significativamente la tenacidad (valor AKV), es decir, la tendencia del componente a agrietarse. -Después de normalizar el tratamiento de algunas placas de acero laminadas en caliente de baja aleación, piezas forjadas de acero de baja aleación y piezas fundidas, las propiedades mecánicas integrales de los materiales pueden mejorar significativamente y también se mejora el rendimiento de corte.pieza de aluminio

La normalización tiene los siguientes fines y usos:

① Para los aceros hipereutectoides, la normalización se utiliza para eliminar la estructura de grano grueso sobrecalentada y la estructura de Widmanstatten de fundición, forja y soldadura, y la estructura de banda en materiales laminados; refinar granos; y se puede utilizar como tratamiento de precalentamiento antes del enfriamiento.

② Para los aceros hipereutectoides, la normalización puede eliminar la cementita secundaria reticulada y refinar la perlita, mejorando las propiedades mecánicas y facilitando el posterior recocido esferoidizante.

③ Para láminas de acero delgadas de embutición profunda con bajo contenido de carbono, la normalización puede eliminar la cementita libre en el límite del grano para mejorar su rendimiento de embutición profunda.

④ Para acero con bajo contenido de carbono y acero con bajo contenido de carbono y baja aleación, la normalización puede obtener más estructura de perlita en escamas, aumentar la dureza a HB140-190, evitar el fenómeno de "cuchillo pegado" durante el corte y mejorar la maquinabilidad. La normalización es más económica y conveniente para aceros de medio carbono cuando se encuentran disponibles la normalización y el recocido.Pieza mecanizada de cinco ejes

⑤ Para aceros estructurales ordinarios de medio carbono, donde las propiedades mecánicas no son altas, se puede usar la normalización en lugar de enfriamiento y revenido a alta temperatura, que es fácil de operar y estable en la estructura y tamaño del acero.

⑥ La normalización a alta temperatura (150～200℃ por encima de Ac3) puede reducir la segregación de la composición de piezas fundidas y forjadas debido a la alta tasa de difusión a altas temperaturas. Después de la normalización a alta temperatura, una segunda normalización a temperatura más baja puede refinar los granos gruesos.

⑦ Para algunos aceros de aleación de bajo y medio carbono utilizados en turbinas de vapor y calderas, la normalización se utiliza a menudo para obtener una estructura de bainita. Luego, después del templado a alta temperatura, tiene buena resistencia a la fluencia cuando se usa a 400-550 ℃.

⑧ Además de las piezas de acero y el 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 característica de la normalización es la refrigeración por aire, la temperatura ambiente, el método de apilamiento, el flujo de aire y el tamaño de la pieza de trabajo afectan la organización y el rendimiento después de la normalización. La estructura de normalización también se puede utilizar como método de clasificación para aceros aleados. Generalmente, los aceros aleados se dividen en perlita, bainita, martensítico y austenítico según la estructura obtenida por enfriamiento por aire después de calentar una muestra con un diámetro de 25 mm a 900 °C.

¿Qué es el recocido?

El recocido es un proceso de tratamiento térmico de metales que calienta lentamente el metal a una temperatura específica, lo mantiene durante un tiempo suficiente y luego lo enfría a una velocidad adecuada. El tratamiento térmico de recocido se divide en recocido incompleto y de alivio de tensión. Las propiedades mecánicas de los materiales recocidos se pueden comprobar mediante ensayos de tracción o de dureza. Muchos aceros se suministran en estado de tratamiento térmico recocido. Un durómetro Rockwell puede probar la dureza del acero para probar la dureza HRB. Para placas de acero más delgadas, tiras de acero y tubos de acero de paredes delgadas, se puede utilizar el durómetro Rockwell de superficie para probar la dureza HRT. .

El propósito del recocido es:

① Mejore o elimine los defectos estructurales y las tensiones residuales causadas por la fundición, forja, laminación y soldadura de acero, y evite la deformación y el agrietamiento de la pieza de trabajo.

② Suavice 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 Preparar la organización para el tratamiento térmico final (templado, revenido).

Los procesos de recocido comúnmente utilizados son:

① Completamente recocido. Se utiliza para refinar la estructura gruesa sobrecalentada con propiedades mecánicas deficientes después de fundir, forjar y soldar acero con medio y bajo contenido de carbono. Caliente la pieza de trabajo a 30-50 ℃ por encima de la temperatura a la que toda la ferrita se transforma en austenita, manténgala durante algún tiempo y luego enfríe lentamente con el horno. Durante el proceso de enfriamiento, la austenita se transforma nuevamente para hacer la estructura de acero más fina.

② Recocido esferoidizante. Se utilizan para reducir la alta dureza del acero para herramientas y del acero para rodamientos después de la forja. La pieza de trabajo se calienta a 20-40°C por encima de la temperatura a la que el acero forma austenita y luego se enfría lentamente después de mantener la temperatura. Durante el proceso de enfriamiento, la cementita laminar de la perlita se vuelve esférica, reduciendo la dureza.

③ Recocido isotérmico. Reduce la dureza de algunos aceros estructurales aleados con mayor contenido de níquel y cromo para corte. Generalmente, se enfría hasta la temperatura más inestable de la austenita a un ritmo relativamente rápido. Después de mantener durante un tiempo adecuado, la austenita se transforma en troostita o sorbita y se puede reducir la dureza.

④ Recocido por recristalización. Elimina el fenómeno de endurecimiento (aumento de dureza y disminución de plasticidad) de alambres y láminas metálicas durante el estirado y laminado en frío. La temperatura de calentamiento es generalmente de 50 a 150°C por debajo de la temperatura a la que el acero comienza a formar austenita. Sólo así se puede eliminar el efecto de endurecimiento por trabajo y ablandar el metal.

⑤ Recocido por grafitización. Se utiliza para convertir el hierro fundido que contiene una gran cantidad de cementita en hierro fundido maleable con buena plasticidad. La operación del proceso consiste en calentar la pieza fundida a aproximadamente 950 °C, mantenerla caliente durante un período determinado y luego enfriarla adecuadamente para descomponer la cementita y formar grafito floculento.

⑥ Recocido por difusión. Se utiliza para homogeneizar la composición química de las piezas fundidas de aleaciones y mejorar su rendimiento. El método consiste en calentar la pieza fundida a la temperatura más alta posible sin fundirla durante mucho tiempo y enfriarla lentamente después de la difusión de varios elementos en la aleación, que tiende a distribuirse uniformemente.

⑦ Recocido de alivio de tensión. Elimina la tensión interna de las piezas fundidas de acero y soldadas. Para los productos de acero, la temperatura a la que comienza a formarse austenita después del calentamiento es de 100 a 200 ℃, y la tensión interna se puede eliminar enfriando en el aire después de mantener la temperatura.