Normalizzazione, ricottura, bonifica, rinvenimento.

La differenza tra ricottura e rinvenimento è:
In parole povere, ricottura significa non avere durezza, e il rinvenimento mantiene comunque una certa durezza.

Tempra:

La struttura ottenuta mediante rinvenimento ad alta temperatura è sorbite temperata. Generalmente, il rinvenimento non viene utilizzato da solo. Lo scopo principale del rinvenimento dopo la tempra delle parti è eliminare lo stress da tempra e ottenere la struttura richiesta. In base alle diverse temperature di rinvenimento, il rinvenimento è suddiviso in rinvenimento a bassa temperatura, temperatura media e rinvenimento ad alta temperatura. Si ottengono rispettivamente martensite, troostite e sorbite temperate.

Tra questi, il trattamento termico combinato con il rinvenimento ad alta temperatura dopo la tempra è chiamato trattamento di tempra e rinvenimento e il suo scopo è quello di ottenere proprietà meccaniche complete con buona resistenza, durezza, plasticità e tenacità. Pertanto, è ampiamente utilizzato in importanti parti strutturali di automobili, trattori, macchine utensili, ecc., come bielle, bulloni, ingranaggi e alberi. La durezza dopo il rinvenimento è generalmente HB200-330.

ricottura:

La trasformazione della perlite avviene durante il processo di ricottura. Lo scopo principale della ricottura è far sì che la struttura interna del metallo raggiunga o si avvicini allo stato di equilibrio e si prepari alla successiva lavorazione e al trattamento termico finale. La ricottura di distensione è un processo di ricottura per eliminare lo stress residuo causato dalla lavorazione di deformazione plastica, saldatura, ecc. ed esistente nella fusione. Dopo la forgiatura, la fusione, la saldatura e il taglio si verifica uno stress interno all'interno del pezzo. Se non viene eliminato in tempo, il pezzo si deformerà durante la lavorazione e l'uso, il che influirà sulla precisione del pezzo.

È molto importante utilizzare la ricottura di distensione per eliminare lo stress interno generato durante la lavorazione. La temperatura di riscaldamento della ricottura di distensione è inferiore alla temperatura di trasformazione di fase, pertanto non si verifica alcuna trasformazione strutturale durante l'intero processo di trattamento termico. Lo stress interno viene principalmente eliminato naturalmente dal pezzo durante il processo di conservazione del calore e raffreddamento lento.

Per eliminare più a fondo lo stress interno del pezzo, la temperatura di riscaldamento deve essere controllata durante il riscaldamento. Generalmente viene messo nel forno a bassa temperatura e poi riscaldato alla temperatura specificata con una velocità di riscaldamento di circa 100°C/h. La temperatura di riscaldamento della saldatura dovrebbe essere leggermente superiore a 600°C. Il tempo di attesa dipende dalla situazione, solitamente da 2 a 4 ore. Il tempo di mantenimento della ricottura di distensione della colata raggiunge il limite superiore, la velocità di raffreddamento è controllata a (20-50) ℃/h e può essere raffreddata fino a una temperatura inferiore a 300 ℃ prima di poter essere raffreddata ad aria.

   Il trattamento dell’invecchiamento può essere suddiviso in due tipologie: invecchiamento naturale e invecchiamento artificiale. L'invecchiamento naturale consiste nel porre il getto in campo aperto per più di un anno e mezzo, in modo che avvenga lentamente, in modo che gli stress residui possano essere eliminati o ridotti. L'invecchiamento artificiale consiste nel riscaldare la fusione a 550~650℃. Eseguire una ricottura di distensione, che consente di risparmiare tempo rispetto all'invecchiamento naturale e di rimuovere lo stress residuo in modo più approfondito.

Cos'è il temperaggio?

La tempra è un processo di trattamento termico che riscalda i prodotti o le parti metalliche bonificate a una determinata temperatura, quindi li raffredda in un certo modo dopo averli mantenuti per un certo periodo di tempo. Il rinvenimento è un'operazione eseguita immediatamente dopo la tempra e solitamente è l'ultimo trattamento termico del pezzo. Pertanto, il processo congiunto di tempra e rinvenimento è chiamato trattamento termico finale. Lo scopo principale della bonifica è quello di:

1) Ridurre lo stress interno e ridurre la fragilità. Le parti temprate presentano grande stress e fragilità. Se non vengono temperati in tempo, spesso si deformeranno o addirittura si spezzeranno.

2) Regolare le proprietà meccaniche del pezzo. Dopo la tempra, il pezzo presenta elevata durezza ed elevata fragilità. Al fine di soddisfare i diversi requisiti prestazionali dei vari pezzi, può essere regolato mediante rinvenimento, durezza, resistenza, plasticità e tenacità.

3) Dimensioni stabili del pezzo. La struttura metallografica può essere stabilizzata mediante rinvenimento per garantire che non si verifichi alcuna deformazione durante l'uso futuro.

4) Migliora le prestazioni di taglio di alcuni acciai legati.

Nella produzione, spesso si basa sui requisiti di prestazione del pezzo. In base alle diverse temperature di riscaldamento, il rinvenimento è suddiviso in rinvenimento a bassa temperatura, rinvenimento a media temperatura e rinvenimento ad alta temperatura. Il processo di trattamento termico che combina la tempra e il successivo rinvenimento ad alta temperatura è chiamato tempra e rinvenimento, ovvero ha buona plasticità e tenacità pur avendo un'elevata resistenza. Viene utilizzato principalmente per movimentare parti strutturali di macchine con carichi di grandi dimensioni, come mandrini di macchine utensili, semiassi posteriori di automobili, ingranaggi potenti, ecc.

Cos'è l'estinzione?

La tempra è un processo di trattamento termico che riscalda prodotti o parti metalliche al di sopra della temperatura di transizione di fase e quindi si raffredda rapidamente a una velocità superiore alla velocità di raffreddamento critica dopo la conservazione del calore per ottenere una struttura martensitica. La tempra consiste nell'ottenere una struttura martensitica e, dopo la tempra, il pezzo può ottenere buone prestazioni, in modo da sviluppare appieno il potenziale del materiale. Il suo scopo principale è quello di:

1) Migliorare le proprietà meccaniche di prodotti o parti in metallo. Ad esempio: miglioramento della durezza e della resistenza all'usura di utensili, cuscinetti, ecc., aumento del limite elastico delle molle, miglioramento delle proprietà meccaniche complessive delle parti dell'albero, ecc.

2) Migliorare le proprietà dei materiali o le proprietà chimiche di alcuni acciai speciali. Come migliorare la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile, aumentare il magnetismo permanente dell'acciaio magnetico, ecc.

Durante la tempra e il raffreddamento, oltre alla scelta ragionevole del mezzo di tempra, sono necessari anche metodi di tempra corretti. I metodi di tempra comunemente usati includono principalmente la tempra a liquido singolo, la tempra a doppio liquido, la tempra graduata, la tempra isotermica e la tempra parziale.

La differenza e la connessione tra normalizzazione, tempra, ricottura e rinvenimento

Scopo e utilizzo della normalizzazione

① Per l'acciaio ipoeutettoidico, la normalizzazione viene utilizzata per eliminare la struttura a grana grossa surriscaldata e la struttura Widmanstatten di getti, forgiati e saldature, nonché la struttura a fasce nei materiali laminati; raffinare i cereali; e può essere utilizzato come trattamento di preriscaldamento prima dell'estinzione.

② Per l'acciaio ipereutettoidico, la normalizzazione può eliminare la cementite secondaria reticolare e affinare la perlite, il che non solo migliora le proprietà meccaniche, ma facilita anche la successiva ricottura sferoidale.

③ Per le piastre sottili di acciaio per imbutitura profonda a basso tenore di carbonio, la normalizzazione può eliminare la cementite libera ai bordi dei grani per migliorare le loro proprietà di imbutitura profonda.

④ Per l'acciaio a basso tenore di carbonio e l'acciaio bassolegato a basso tenore di carbonio, utilizzare la normalizzazione per ottenere una struttura di perlite più fine, aumentare la durezza a HB140-190, evitare il fenomeno del "coltello che si attacca" durante il taglio e migliorare la lavorabilità. Per l'acciaio a medio carbonio, quando è possibile utilizzare sia la normalizzazione che la ricottura, è più economico e conveniente utilizzare la normalizzazione.

⑤ Per l'acciaio strutturale ordinario a medio tenore di carbonio, la normalizzazione può essere utilizzata al posto della tempra e del rinvenimento ad alta temperatura quando le proprietà meccaniche non sono elevate, il che non solo è facile da usare, ma stabilizza anche la struttura e le dimensioni dell'acciaio.

⑥ La normalizzazione ad alta temperatura (150-200°C sopra Ac3) può ridurre la segregazione della composizione di pezzi fusi e forgiati a causa dell'elevata velocità di diffusione ad alta temperatura. I grani grossi dopo la normalizzazione ad alta temperatura possono essere raffinati mediante successiva normalizzazione ad una seconda temperatura più bassa.

⑦ Per alcuni acciai legati a basso e medio carbonio utilizzati nelle turbine a vapore e nelle caldaie, la normalizzazione viene spesso utilizzata per ottenere la struttura della bainite e quindi temperata ad alta temperatura. Ha una buona resistenza al creep se utilizzato a 400-550 °C.

⑧ Oltre alle parti in acciaio e ai prodotti in acciaio, la normalizzazione è ampiamente utilizzata anche nel trattamento termico della ghisa sferoidale per ottenere una matrice di perlite e migliorare la resistenza della ghisa sferoidale.

Poiché la normalizzazione è caratterizzata dal raffreddamento ad aria, la temperatura ambiente, il metodo di impilamento, il flusso d'aria e le dimensioni del pezzo hanno tutti un impatto sulla struttura e sulle prestazioni dopo la normalizzazione. La struttura normalizzata può essere utilizzata anche come metodo di classificazione degli acciai legati. Generalmente gli acciai legati si dividono in acciaio perlitico, acciaio bainitico, acciaio martensitico e acciaio austenitico in base alla microstruttura ottenuta riscaldando un campione del diametro di 25 mm a 900 °C e raffreddando ad aria.

La ricottura è un processo di trattamento termico del metallo in cui il metallo viene riscaldato lentamente fino a una determinata temperatura, mantenuto per un tempo sufficiente e quindi raffreddato a una velocità adeguata. Il trattamento termico di ricottura si divide in ricottura completa, ricottura incompleta e ricottura di distensione. Le proprietà meccaniche dei materiali ricotti possono essere rilevate mediante prova di trazione o prova di durezza. Molti prodotti siderurgici vengono forniti allo stato di ricottura e trattamento termico.

Il durometro Rockwell può essere utilizzato per testare la durezza dell'acciaio. Per piastre di acciaio più sottili, nastri di acciaio e tubi di acciaio a pareti sottili, è possibile utilizzare i durometri di superficie Rockwell per testare la durezza HRT.

Lo scopo della ricottura è:

① Migliorare o eliminare vari difetti strutturali e tensioni residue causate dalla fusione, forgiatura, laminazione e saldatura dell'acciaio e prevenire la deformazione e la rottura dei pezzi.

② Ammorbidire il pezzo da tagliare.

③ Raffinazione dei grani e miglioramento della struttura per migliorare le proprietà meccaniche del pezzo.

④ Effettuare i preparativi organizzativi per il trattamento termico finale (tempra, rinvenimento).

Processo di ricottura comunemente utilizzato

① Completamente ricotto. Viene utilizzato per affinare la struttura grossolana surriscaldata con scarse proprietà meccaniche dopo fusione, forgiatura e saldatura di acciaio a medio e basso tenore di carbonio. Riscaldare il pezzo a 30-50°C sopra la temperatura alla quale la ferrite si trasforma completamente in austenite, mantenerlo caldo per un periodo di tempo, quindi raffreddare lentamente in forno. Durante il processo di raffreddamento, l'austenite si trasformerà nuovamente per rendere più sottile la struttura dell'acciaio.

② Ricottura sferoidizzante. Viene utilizzato per ridurre l'elevata durezza dell'acciaio per utensili e dell'acciaio per cuscinetti dopo la forgiatura. Il pezzo viene riscaldato a 20-40°C al di sopra della temperatura alla quale l'acciaio inizia a formare austenite, quindi raffreddato lentamente dopo la conservazione del calore. Durante il processo di raffreddamento, la cementite lamellare contenuta nella perlite diventa sferica, riducendone così la durezza.

③ Ricottura isotermica. Viene utilizzato per ridurre l'elevata durezza di alcuni acciai strutturali legati ad alto contenuto di nichel e cromo per il taglio. Generalmente, viene prima raffreddato alla temperatura più instabile dell'austenite a una velocità maggiore e mantenuto per un tempo appropriato, l'austenite si trasformerà in troostite o sorbite e la durezza potrà essere ridotta.

④ Ricottura di ricristallizzazione. Viene utilizzato per eliminare il fenomeno dell'indurimento (aumento della durezza e diminuzione della plasticità) del filo metallico e della lamiera sottile nel processo di trafilatura e laminazione a freddo. La temperatura di riscaldamento è generalmente di 50-150°C inferiore alla temperatura alla quale l'acciaio inizia a formare austenite. Solo in questo modo è possibile eliminare l'effetto incrudimento e ammorbidire il metallo.

⑤ Ricottura di grafitizzazione. Viene utilizzato per trasformare la ghisa contenente una grande quantità di cementite in ghisa malleabile con buona plasticità. L'operazione del processo consiste nel riscaldare il getto a circa 950°C, mantenerlo caldo per un certo periodo di tempo e poi raffreddarlo opportunamente per decomporre la cementite per formare un gruppo di grafite flocculante.

⑥ Ricottura per diffusione. Viene utilizzato per omogeneizzare la composizione chimica dei getti in lega e migliorarne le prestazioni. Il metodo consiste nel riscaldare il getto alla massima temperatura possibile senza scioglierlo, e mantenerlo caldo per lungo tempo, per poi raffreddarlo lentamente dopo che la diffusione dei vari elementi nella lega tende ad essere uniformemente distribuita.

⑦ Ricottura di distensione. Utilizzato per eliminare lo stress interno di getti e saldature in acciaio. Per i prodotti in ferro e acciaio riscaldati a 100-200°C al di sotto della temperatura alla quale inizia a formarsi l'austenite, il raffreddamento in aria dopo la conservazione del calore può eliminare lo stress interno.

Tempra, processo di trattamento termico di metalli e vetro. Riscaldamento di prodotti in lega o vetro a una determinata temperatura e quindi raffreddamento rapido in acqua, olio o aria, generalmente utilizzato per aumentare la durezza e la resistenza della lega. Comunemente noto come “fuoco ad immersione”. Trattamento termico del metallo che riscalda nuovamente il pezzo raffreddato a una temperatura appropriata inferiore alla temperatura critica inferiore, quindi lo raffredda in aria, acqua, olio e altri mezzi dopo averlo mantenuto per un periodo di tempo.

I pezzi in acciaio dopo la tempra presentano le seguenti caratteristiche:

①Si ottengono strutture sbilanciate (cioè instabili) come martensite, bainite e austenite trattenuta.

②C'è un grande stress interno.

③Le proprietà meccaniche non possono soddisfare i requisiti. Pertanto, i pezzi in acciaio generalmente devono essere temperati dopo la tempra.

Il ruolo del temperaggio

① Migliorare la stabilità della struttura, in modo che il pezzo non subisca più la trasformazione dei tessuti durante l'uso, in modo che le dimensioni geometriche e le prestazioni del pezzo rimangano stabili.

② Eliminare lo stress interno al fine di migliorare le prestazioni delparti cnce stabilizzare le dimensioni geometriche delparti fresate.

③ Regolare le proprietà meccaniche dell'acciaio per soddisfare i requisiti di utilizzo.

*Il motivo per cui il rinvenimento ha questi effetti è che quando la temperatura aumenta, l'attività degli atomi aumenta e gli atomi di ferro, carbonio e altri elementi leganti nell'acciaio possono diffondersi rapidamente per realizzare la riorganizzazione degli atomi, rendendoli così instabili. L'organizzazione squilibrata si trasforma gradualmente in un'organizzazione stabile ed equilibrata. L'alleviamento dello stress interno è anche legato alla diminuzione della resistenza del metallo all'aumentare della temperatura. Generalmente, quando l'acciaio viene temperato, la durezza e la resistenza diminuiscono e la plasticità aumenta. Maggiore è la temperatura di rinvenimento, maggiore è il cambiamento di queste proprietà meccaniche. Alcuni acciai legati con un alto contenuto di elementi leganti, quando temperati in un determinato intervallo di temperature, faranno precipitare alcuni composti metallici a grana fine, aumentandone la resistenza e la durezza.

Questo fenomeno è chiamato indurimento secondario.

Requisiti di tempera:i pezzi con usi diversi devono essere temperati a temperature diverse per soddisfare i requisiti di utilizzo.

① Gli utensili da taglio, i cuscinetti, le parti cementate e temprate e le parti temprate in superficie sono generalmente temprate a una temperatura inferiore a 250°C. Dopo il rinvenimento a bassa temperatura, la durezza non cambia molto, lo stress interno diminuisce e la tenacità migliora leggermente.

② La molla viene temperata a temperatura media a 350-500°C per ottenere elevata elasticità e necessaria tenacità.

③ Le parti in acciaio strutturale a medio carbonio vengono solitamente temperate ad una temperatura elevata di 500-600 ° C per ottenere una buona combinazione di resistenza e tenacità.

Il processo di trattamento termico di tempra e rinvenimento ad alta temperatura è collettivamente chiamato tempra e rinvenimento.

Quando l'acciaio viene temperato a circa 300°C, la sua fragilità spesso aumenta. Questo fenomeno è chiamato il primo tipo di fragilità del carattere. Generalmente non dovrebbe essere temperato in questo intervallo di temperature. Alcuni acciai strutturali legati a medio carbonio tendono anche a diventare fragili se vengono raffreddati lentamente a temperatura ambiente dopo un rinvenimento ad alta temperatura. Questo fenomeno è chiamato il secondo tipo di fragilità del carattere. L'aggiunta di molibdeno all'acciaio, o il raffreddamento in olio o acqua durante il rinvenimento, possono prevenire il secondo tipo di fragilità da rinvenimento. Questa fragilità può essere eliminata riscaldando nuovamente il secondo tipo di acciaio fragile alla temperatura di rinvenimento originale.

Ricottura dell'acciaio

Concetto: L'acciaio viene riscaldato, mantenuto caldo e poi raffreddato lentamente per ottenere un processo vicino alla struttura di equilibrio.

1. Completamente ricotto

Processo: riscaldamento Ac3 sopra i 30-50°C → conservazione del calore → raffreddamento fino al di sotto dei 500°C con il forno → raffreddamento ad aria a temperatura ambiente.

Scopo: per affinare i grani, uniformare la struttura, migliorare la tenacità plastica, eliminare le tensioni interne e facilitare la lavorazione.

2. Ricottura isotermica

Processo: Riscaldamento sopra Ac3 → conservazione del calore → raffreddamento rapido alla temperatura di transizione della perlite → permanenza isotermica → trasformazione in P → raffreddamento ad aria fuori dal forno;

Scopo: Come sopra. Ma il tempo è breve, facile da controllare e la disossidazione e la decarburazione sono ridotte. (Applicabile ad acciaio legato e carbonio di grandi dimensionilavorazione di pezzi in acciaiocon sottoraffreddamento relativamente stabile A).

3. Ricottura sferoidizzante

Concetto:È il processo di sferoidizzazione della cementite nell'acciaio.

Oggetti:Acciai eutettoidi e ipereutettoidi

Processo:

(1) Riscaldamento di ricottura sferoidizzante isotermica sopra Ac1 a 20-30 gradi → conservazione del calore → raffreddamento rapido a 20 gradi sotto Ar1 → isotermico → raffreddamento a circa 600 gradi con il forno → raffreddamento ad aria fuori dal forno.

(2) Riscaldamento ordinario di ricottura sferoidale Ac1 superiore a 20-30 gradi → conservazione del calore → raffreddamento estremamente lento fino a circa 600 gradi → raffreddamento ad aria fuori dal forno. (Ciclo lungo, bassa efficienza, non applicabile).

Scopo: per ridurre la durezza, migliorare la plasticità e la tenacità e facilitare il taglio.

Meccanismo: Trasforma la cementite in fogli o reti in granulare (sferica)

Spiegazione: Durante la ricottura e il riscaldamento, la struttura non è completamente A, quindi è anche chiamata ricottura incompleta.

4. Ricottura di distensione

Processo: riscaldamento ad una certa temperatura inferiore ad Ac1 (500-650 gradi) → conservazione del calore → raffreddamento lento a temperatura ambiente.

Scopo: Eliminare lo stress interno residuo di fusioni, forgiati, saldature, ecc. e stabilizzare le dimensioni delpezzi meccanici personalizzati.

Tempra dell'acciaio

Processo: Riscaldare nuovamente l'acciaio bonificato a una temperatura inferiore ad A1 e mantenerlo caldo, quindi raffreddarlo (generalmente ad aria) a temperatura ambiente.

Scopo: Elimina lo stress interno causato dalla tempra, stabilizza le dimensioni del pezzo, riduce la fragilità e migliora le prestazioni di taglio.

Proprietà meccaniche: All'aumentare della temperatura di rinvenimento, la durezza e la resistenza diminuiscono, mentre aumentano la plasticità e la tenacità.

1. Rinvenimento a bassa temperatura: 150-250 ℃, tempi M, riduce lo stress interno e la fragilità, migliora la tenacità della plastica, ha una maggiore durezza e resistenza all'usura. Utilizzato per realizzare strumenti di misura, coltelli e cuscinetti volventi, ecc.

2. Rinvenimento a temperatura media: 350-500°C, tempo T, con elevata elasticità, certa plasticità e durezza. Utilizzato per realizzare molle, stampi per forgiatura, ecc.

3. Rinvenimento ad alta temperatura: 500-650 ℃, tempo S, con buone proprietà meccaniche complete. Utilizzato per realizzare ingranaggi, alberi a gomiti, ecc.

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