1. Têmpera
1. O que é extinção?
A têmpera é um processo de tratamento térmico usado para aço. Neste processo, o aço é aquecido a uma temperatura acima da temperatura crítica Ac3 (para aço hipereutetóide) ou Ac1 (para aço hipereutetóide). É então mantido nesta temperatura por um período de tempo para austenitizar total ou parcialmente o aço, e então rapidamente resfriado abaixo de Ms (ou mantido isotermicamente perto de Ms) a uma taxa de resfriamento superior à taxa de resfriamento crítica para transformá-lo em martensita ( ou bainita). A têmpera também é usada para tratamento de soluções sólidas e resfriamento rápido de materiais como ligas de alumínio, ligas de cobre, ligas de titânio e vidro temperado.
2. O objetivo da extinção:
1) Melhorar as propriedades mecânicas de produtos ou peças metálicas. Por exemplo, aumenta a dureza e a resistência ao desgaste de ferramentas, rolamentos, etc., aumenta o limite elástico das molas, melhora as propriedades mecânicas gerais das peças do eixo, etc.
2) Para melhorar as propriedades materiais ou químicas de tipos específicos de aço, como melhorar a resistência à corrosão do aço inoxidável ou aumentar o magnetismo permanente do aço magnético, é importante selecionar cuidadosamente o meio de têmpera e usar o método de têmpera correto durante o processo de têmpera e resfriamento. Os métodos de têmpera comumente usados incluem têmpera com líquido único, têmpera com líquido duplo, têmpera graduada, têmpera isotérmica e têmpera local. Cada método tem suas aplicações e benefícios específicos.
3. Após a têmpera, as peças de aço apresentam as seguintes características:
- Estruturas instáveis como martensita, bainita e austenita residual estão presentes.
- Existe um alto estresse interno.
- As propriedades mecânicas não atendem aos requisitos. Consequentemente, as peças de aço geralmente passam por revenimento após têmpera.
2. Temperamento
1. O que é têmpera?
O revenido é um processo de tratamento térmico que envolve o aquecimento de materiais ou peças metálicas temperadas a uma temperatura específica, mantendo a temperatura por um determinado período e, em seguida, resfriando-os de uma maneira específica. O revenimento é realizado imediatamente após a têmpera e normalmente é a etapa final no tratamento térmico da peça. O processo combinado de têmpera e revenido é denominado tratamento final.
2. Os principais objetivos da têmpera e revenido são:
- O revenido é essencial para reduzir tensões internas e fragilidade em peças temperadas. Se não forem temperadas em tempo hábil, essas peças podem deformar-se ou rachar devido à alta tensão e fragilidade causada pela têmpera.
- O revenido também pode ser usado para ajustar as propriedades mecânicas da peça de trabalho, como dureza, resistência, plasticidade e tenacidade, para atender a diferentes requisitos de desempenho.
- Além disso, o revenido ajuda a estabilizar o tamanho da peça, garantindo que nenhuma deformação ocorra durante o uso posterior, pois estabiliza a estrutura metalográfica.
- O revenido também pode melhorar o desempenho de corte de certas ligas de aço.
3. O papel da têmpera é:
Para garantir que a peça permaneça estável e não sofra nenhuma transformação estrutural durante o uso, é importante melhorar a estabilidade da estrutura. Isto envolve a eliminação de tensões internas, o que por sua vez ajuda a estabilizar as dimensões geométricas e a melhorar o desempenho da peça. Além disso, o revenido pode ajudar a ajustar as propriedades mecânicas do aço para atender aos requisitos específicos de uso.
O revenido tem esses efeitos porque quando a temperatura aumenta, a atividade atômica é aumentada, permitindo que os átomos de ferro, carbono e outros elementos de liga do aço se difundam mais rapidamente. Isto permite o rearranjo dos átomos, transformando a estrutura instável e desequilibrada em uma estrutura estável e equilibrada.
Quando o aço é temperado, a dureza e a resistência diminuem enquanto a plasticidade aumenta. A extensão destas alterações nas propriedades mecânicas depende da temperatura de revenimento, com temperaturas mais altas levando a alterações maiores. Em alguns aços-liga com alto teor de elementos de liga, o revenido em uma determinada faixa de temperatura pode levar à precipitação de compostos metálicos finos. Isso aumenta a resistência e a dureza, um fenômeno conhecido como endurecimento secundário.
Requisitos de têmpera: Diferentespeças usinadasrequerem revenido em diferentes temperaturas para atender aos requisitos de uso específicos. Aqui estão as temperaturas de revenido recomendadas para diferentes tipos de peças de trabalho:
1. Ferramentas de corte, rolamentos, peças carburadas e temperadas e peças temperadas de superfície são geralmente revenidas em baixas temperaturas abaixo de 250°C. Este processo resulta em alteração mínima na dureza, redução da tensão interna e uma ligeira melhoria na tenacidade.
2. As molas são temperadas em temperaturas médias variando de 350-500°C para obter maior elasticidade e resistência necessária.
3. As peças feitas de aço estrutural de médio carbono são normalmente temperadas em altas temperaturas de 500-600°C para atingir uma combinação ideal de resistência e tenacidade.
Quando o aço é revenido a cerca de 300°C, ele pode se tornar mais frágil, um fenômeno conhecido como o primeiro tipo de fragilidade por revenido. Geralmente, o revenido não deve ser feito nesta faixa de temperatura. Alguns aços estruturais de liga de médio carbono também são propensos à fragilidade se forem resfriados lentamente até a temperatura ambiente após revenido em alta temperatura, conhecido como o segundo tipo de fragilidade por revenido. Adicionar molibdênio ao aço ou resfriar em óleo ou água durante o revenido pode prevenir o segundo tipo de fragilidade do revenido. O reaquecimento do segundo tipo de aço frágil temperado à temperatura de revenido original pode eliminar essa fragilidade.
Na produção, a escolha da temperatura de revenimento depende dos requisitos de desempenho da peça. O revenido é categorizado com base nas diferentes temperaturas de aquecimento em revenido de baixa temperatura, revenido de média temperatura e revenido de alta temperatura. O processo de tratamento térmico que envolve têmpera seguida de revenido em alta temperatura é conhecido como revenimento, resultando em alta resistência, boa plasticidade e tenacidade.
- Revenido a baixa temperatura: 150-250°C, revenido M. Este processo reduz a tensão interna e a fragilidade, melhora a plasticidade e a tenacidade e resulta em maior dureza e resistência ao desgaste. É normalmente usado para fazer ferramentas de medição, ferramentas de corte, rolamentos, etc.
- Revenido a média temperatura: 350-500°C, revenido T. Este processo de têmpera resulta em maior elasticidade, certa plasticidade e dureza. É comumente usado para fabricar molas, matrizes de forjamento, etc.
- Revenimento de alta temperatura: 500-650°C, revenido S. Este processo resulta em boas propriedades mecânicas abrangentes e é frequentemente usado para fabricar engrenagens, virabrequins, etc.
3. Normalizando
1. O que é normalização?
Oprocesso cncde normalização é um tratamento térmico usado para aumentar a tenacidade do aço. O componente de aço é aquecido a uma temperatura entre 30 a 50°C acima da temperatura Ac3, mantido nessa temperatura por um período de tempo e depois resfriado ao ar fora do forno. A normalização envolve um resfriamento mais rápido que o recozimento, mas um resfriamento mais lento que a têmpera. Esse processo resulta em grãos de cristal refinados no aço, melhorando a resistência, a tenacidade (conforme indicado pelo valor AKV) e reduzindo a tendência do componente a trincas. A normalização pode melhorar significativamente as propriedades mecânicas abrangentes de placas de aço laminadas a quente de baixa liga, peças forjadas de aço de baixa liga e peças fundidas, bem como melhorar o desempenho de corte.
2. A normalização tem as seguintes finalidades e utilizações:
1. Aço hipereutetóide: A normalização é usada para eliminar estruturas superaquecidas de granulação grossa e Widmanstatten em peças fundidas, forjadas e soldagens, bem como estruturas com faixas em materiais laminados. Refina os grãos e pode ser usado como pré-tratamento térmico antes da têmpera.
2. Aço hipereutetóide: A normalização pode eliminar a cementita secundária da rede e refinar a perlita, melhorando as propriedades mecânicas e facilitando o recozimento de esferoidização subsequente.
3. Placas de aço finas de baixo carbono e estampadas profundas: A normalização pode eliminar a cementita livre no limite do grão, melhorando o desempenho da estampagem profunda.
4. Aço de baixo carbono e aço de baixa liga e baixo carbono: A normalização pode obter estruturas de perlita mais finas e escamosas, aumentando a dureza para HB140-190, evitando o fenômeno de “faca presa” durante o corte e melhorando a usinabilidade. Em situações onde tanto a normalização quanto o recozimento podem ser usados para aço de médio carbono, a normalização é mais econômica e conveniente.
5. Aço estrutural comum de médio carbono: A normalização pode ser usada em vez de têmpera e revenimento de alta temperatura quando altas propriedades mecânicas não são necessárias, tornando o processo simples e garantindo estrutura e tamanho de aço estáveis.
6. Normalização de alta temperatura (150-200°C acima de Ac3): Reduzindo a segregação de componentes de peças fundidas e forjadas devido à alta taxa de difusão em altas temperaturas. Os grãos grossos podem ser refinados por uma segunda normalização subsequente a uma temperatura mais baixa.
7. Aços-liga de baixo e médio carbono usados em turbinas a vapor e caldeiras: A normalização é usada para obter uma estrutura de bainita, seguida de revenido em alta temperatura para boa resistência à fluência a 400-550°C.
8. Além de peças de aço e materiais de aço, a normalização também é amplamente utilizada no tratamento térmico de ferro dúctil para obter uma matriz perlita e melhorar a resistência do ferro dúctil. As características da normalização envolvem resfriamento de ar, portanto, a temperatura ambiente, o método de empilhamento, o fluxo de ar e o tamanho da peça têm impacto na estrutura e no desempenho após a normalização. A estrutura de normalização também pode ser usada como método de classificação para ligas de aço. Normalmente, o aço-liga é categorizado em aço perlita, aço bainita, aço martensita e aço austenita, dependendo da estrutura obtida pelo resfriamento a ar após o aquecimento de uma amostra com diâmetro de 25 mm a 900°C.
4. Recozimento
1. O que é recozimento?
O recozimento é um processo de tratamento térmico de metal. Envolve aquecer lentamente o metal até uma temperatura específica, mantê-lo nessa temperatura por um determinado período e depois resfriá-lo a uma taxa apropriada. O recozimento pode ser categorizado em recozimento completo, recozimento incompleto e recozimento para alívio de tensão. As propriedades mecânicas dos materiais recozidos podem ser avaliadas através de testes de tração ou testes de dureza. Muitos aços são fornecidos no estado recozido. A dureza do aço pode ser avaliada usando um testador de dureza Rockwell, que mede a dureza HRB. Para placas de aço mais finas, tiras de aço e tubos de aço de paredes finas, um testador de dureza Rockwell de superfície pode ser usado para medir a dureza HRT.
2. O objetivo do recozimento é:
- Melhorar ou eliminar vários defeitos estruturais e tensões residuais causadas pelo aço nos processos de fundição, forjamento, laminação e soldagem para evitar deformações e rachaduras depeças de fundição.
- Suavize a peça de trabalho para corte.
- Refinar os grãos e melhorar a estrutura para melhorar as propriedades mecânicas da peça.
- Preparar a estrutura para o tratamento térmico final (têmpera e revenido).
3. Os processos de recozimento comuns são:
① Recozimento completo.
Para melhorar as propriedades mecânicas do aço de médio e baixo carbono após fundição, forjamento e soldagem, é necessário refinar a estrutura grossa superaquecida. O processo envolve aquecer a peça a uma temperatura 30-50°C acima do ponto em que toda a ferrita é transformada em austenita, mantendo essa temperatura por um período de tempo e, em seguida, resfriando gradualmente a peça em um forno. À medida que a peça esfria, a austenita se transforma novamente, resultando em uma estrutura de aço mais fina.
② Recozimento esferoidizante.
Para reduzir a alta dureza do aço para ferramentas e do aço para rolamentos após o forjamento, é necessário aquecer a peça de trabalho a uma temperatura de 20 a 40 ℃ acima do ponto em que o aço começa a formar austenita, mantê-la aquecida e depois resfriá-la lentamente. À medida que a peça esfria, a cementita lamelar na perlita assume uma forma esférica, o que reduz a dureza do aço.
③ Recozimento isotérmico.
Este processo é usado para reduzir a alta dureza de certas ligas de aço estrutural com alto teor de níquel e cromo para processamento de corte. Normalmente, o aço é rapidamente resfriado até a temperatura mais instável da austenita e então mantido a uma temperatura quente por um período específico de tempo. Isso faz com que a austenita se transforme em troostita ou sorbita, resultando na redução da dureza.
④ Recozimento de recristalização.
O processo é usado para reduzir o endurecimento de fios metálicos e placas finas que ocorre durante a trefilação e laminação a frio. O metal é aquecido a uma temperatura geralmente 50-150°C abaixo do ponto em que o aço começa a formar austenita. Isto permite a eliminação dos efeitos de endurecimento e suaviza o metal.
⑤ Recozimento de grafitização.
Para transformar ferro fundido com alto teor de cementita em ferro fundido forjável e com boa plasticidade, o processo envolve aquecer a peça fundida a cerca de 950°C, manter essa temperatura por um período específico e, em seguida, resfriá-la adequadamente para quebrar a cementita e gerar grafite floculenta.
⑥ Recozimento por difusão.
O processo é usado para uniformizar a composição química das peças fundidas de liga e melhorar seu desempenho. O método envolve aquecer a peça fundida até a temperatura mais alta possível sem derreter, mantendo essa temperatura por um período prolongado e depois resfriando-a lentamente. Isto permite que os vários elementos da liga se difundam e se distribuam uniformemente.
⑦ Recozimento de alívio de tensão.
Este processo é utilizado para reduzir a tensão interna em peças fundidas de aço e peças soldadas. Para produtos siderúrgicos que começam a formar austenita após aquecimento a uma temperatura de 100-200°C abaixo, eles devem ser mantidos aquecidos e depois resfriados ao ar para eliminar o estresse interno.
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Horário da postagem: 14 de agosto de 2024