Recuit de l'acer com a tipus de tractament tèrmic. Tecnologia de metalls

La creació de nous materials i la gestió de les seves propietats és l'art de la tecnologia del metall. Una de les seves eines és el tractament tèrmic. Aquests processos permeten canviar les característiques i, en conseqüència, l'abast d'ús dels aliatges. El recuit de l'acer és una opció generalitzada per eliminar defectes de producció en productes, augmentant la seva força i fiabilitat.

Les tasques del procés i les seves variants

Les operacions de recuit es realitzen per tal de:

• Optimització de l'estructura intracristallina, ordenació dels elements d'aliatge;
• Minimitzar les distorsions i els esforços interns a causa dels ràpids canvis de temperatura tecnològics;
• Augment de la conformitat dels objectes al mecanitzat posterior.

L'operació clàssica s'anomena "annealing complet", però, hi ha diverses varietats segons les propietats i característiques de les tasques: incompleta, baixa, difusió (homogeneïtzació), isotèrmica, recristalització, normalització. Totes elles són similars en principi, però les modes de tractament tèrmic dels acers són significativament diferents.

Processament tèrmic basat en el diagrama

Totes les transformacions de la indústria siderúrgica, que es basen en el joc de temperatures, corresponen clarament al diagrama dels aliatges de ferro-carboni. Es tracta d'una ajuda visual per a la determinació de la microestructura dels acers de carboni o planxes, així com els punts de transformació de les estructures i les seves característiques sota la influència de la calefacció o el refredament.

La tecnologia dels metalls regula tot tipus de recuit d'acers al carboni mitjançant aquest calendari. Per incompleta, baixa i també per a la recristalització, els valors de temperatura "inicials" són la línia PSK, és a dir, el punt crític Ac ₁ . El recuit complet i la normalització de l'acer estan tèrmicament orientats a la línia de diagrama GSE, els seus punts crítics Ac ₃ i Ac _m . A més, el diagrama estableix clarament la relació d'un determinat mètode de tractament tèrmic amb el tipus de material respecte al contingut de carboni i la possibilitat corresponent de realitzar-lo per a un aliatge concret.

Recolonamiento complet

Objectes: peces de fosa i forja de l'aliatge pre-eutectoidal, mentre que la composició de l'acer ha d'omplir el carboni en una quantitat fins al 0,8%.

Propòsit:

• El canvi màxim en la microestructura obtinguda mitjançant la colada i la pressió en calent, aportant la composició heterogènia ferrítica-perlítica de gra gruixut a una estructura uniforme de gra fi;
• Disminució en la duresa i un major compliment per al posterior mecanitzat.

Tecnologia. La temperatura de recuit de l'acer és de 30-50 ° C per sobre del punt crític Ac ₃ . Quan el metall arriba a les característiques tèrmiques donades, es mantenen en aquest nivell durant algun temps, permetent completar totes les transformacions necessàries. Els grans grans perlítics i ferrítics passen completament a l'austenita. El següent pas és un refredament lent amb el forn, durant el qual la ferrita i la perlita, que tenen un gra fi i una estructura homogènia, es tornen a separar de l'austenita.

El reconeixement complet de l'acer permet eliminar els defectes interns més complexos, però és molt llarg i consumeix energia.

Recuit incomplet

Objectes: acers doeutectoides, que no tenen heterogeneïtats internes greus.

Propòsit: mòlta i suavització del gra de perla, sense canviar la base de ferrita.

Tecnologia. Escalfament del metall a temperatures que cauen en el buit entre els punts crítics Ac ₁ i Ac ₃ . L'extracció d'espais en blanc al forn amb característiques estables contribueix a completar els processos necessaris. La refrigeració es fa lentament, juntament amb el forn. A la sortida, s'obté la mateixa estructura perlita-ferrítica de gra fi. Amb aquest efecte tèrmic, la perlita es transforma en gra fi, la ferrita es manté invariablement cristallitzada, i només pot variar de manera estructural, sinó també de mòlta.

L'impermeabilització incompleta de l'acer permet equilibrar l'estat intern i les propietats dels objectes senzills, és menys intensiu per a l'energia.

Recuit baix (recristalització)

Objectes: tot tipus d' acer al carbó laminat, acer d'aliatge amb un contingut de carboni del 0,65% (per exemple, coixinet de boles), peces i buits de metalls no fèrrics que no contenen defectes interns greus, sinó que requereixen una correcció no intensiva.

Propòsit:

• Eliminació d'esforços interns i freds a causa de la influència tant de la fred com de la calor;
• Liquidació de conseqüències negatives del refredament desigual de les estructures soldades, augment de ductilitat i força d'unions;
• Homogeneïtat de la microestructura de productes metal·lúrgics no fèrrics;
• Esferoidización de perlita laminar: donant-li forma granular.

Tecnologia.

L'escalfament de les peces és de 50 a 100 ° C per sota del punt crític Ac ₁ . Sota la influència d'aquestes influències, s'eliminen canvis interns menors. Tot el procés tecnològic pren aproximadament 1-1.5 hores. Valors aproximats d'intervals de temperatura per a alguns materials:

1. L'acer al carboni i els aliatges de coure són de 600 a 700ºC.
2. Aliats de níquel - 800-1200 º C.
3. Els aliatges d'alumini són de 300 a 450ºC.

La refrigeració es realitza a l'aire. Per als acers martensítics i bainítics, la tecnologia de metalls proporciona un nom diferent per a aquest procés: alt temperat. És una forma senzilla i econòmica de millorar les propietats de peces i estructures.

Homogeneïtzació (reconeixement de difusió)

Objectes: grans productes de fosa, especialment fosa d' acer d' aliatge.

Propòsit: distribució uniforme dels àtoms dels elements d'aliatge sobre les gelosies de cristall i tot el volum del lingot com a resultat de la difusió d'alta temperatura; Aclariment de l'estructura de la cartilla, reduint la seva duresa abans de realitzar les operacions tecnològiques posteriors.

Tecnologia. El material s'escalfa a altes temperatures de 1000-1200 ° C. Les característiques tèrmiques estables han de mantenir-se durant molt de temps - unes 10-15 hores, depenent de la grandària i la complexitat de l'estructura del forjat. Després de completar totes les etapes de transformacions d'alta temperatura, es produeix un refredament lent.

Laboriós, però, procés altament eficient d'equilibrar la microestructura de grans estructures.

Annealing isotèrmic

Objectes: acer laminat d'acer al carboni, productes d'aliatges aleats i aliatats.

Objectiu: millorar la microestructura, eliminar defectes interns amb menys temps.

Tecnologia. El metall s'escalfa inicialment a les temperatures de recuit complet i manté el temps necessari per a la transformació de totes les estructures existents en austenita. A continuació, es refredi lentament per immersió a la sal calenta vermella. Quan el foc arriba a 50-100 ° C per sota del punt Ac ₁ , es col·loca al forn per mantenir-lo en aquest nivell durant el temps necessari per convertir completament l'austenita en perlita i cementita. El refredament final es produeix a l'aire.

El mètode permet assolir les propietats necessàries de les palanques d'acer d'aliatge, mentre que estalvia temps, en comparació amb el recuit complet.

Normalització

Objectes: fosa, forja i detalls d'acer amb baix contingut en carboni, de carboni mitjà i d'aliatges baixos.

Propòsit: ordenar l'estat intern, donar la duresa i la força desitjades, millorar l'estat intern abans de les etapes posteriors de tractament tèrmic i tall.

Tecnologia. L'acer s'escalfa a temperatures que queden lleugerament per sobre de la línia GSE i els seus punts crítics, remullen i fresc a l'aire. D'aquesta manera, la velocitat de finalització dels processos augmenta. No obstant això, amb aquest procediment és possible aconseguir una estructura racional tranquil·la només si la composició de l'acer està determinada pel carboni en una quantitat que no supera el 0,4%. Amb un augment de la quantitat de carboni, es produeix un augment de la duresa. El mateix acer després de la normalització té una gran duresa juntament amb grans fines separats. La tècnica permet augmentar significativament la resistència dels aliatges a la fractura i el compliment del mecanitzat mitjançant tall.

Possibles defectes de recocido

Durant l'execució de les operacions de tractament tèrmic, cal respectar els modes prescrits de calefacció i refrigeració de temperatura . En cas de violació de requisits, es poden produir diversos defectes.

1. Oxidació de la capa superficial i la formació d'escala. Durant l'operació, el metall escalfat reacciona amb l'oxigen de l'aire, el que condueix a la formació d'escala a la superfície de la peça. Ha de ser netejat mecànicament o amb l'ajuda de reactius químics especials.
2. Calor de carboni. També es produeix com a conseqüència de l'efecte de l'oxigen en el metall calent. Reduir la quantitat de carboni a la capa superficial condueix a una reducció de les seves propietats mecàniques i tecnològiques. Per evitar aquests processos, el recuit d'acer s'ha de realitzar paral·lelament a la introducció de gasos protectors al forn, la tasca principal dels quals és evitar la interacció de l'aliatge amb l'oxigen.
3. Sobreescalfament. És una conseqüència d'una exposició prolongada al forn a alta temperatura. Té la conseqüència d'un creixement excessiu de grans, l'adquisició d'una estructura heterogènia de gra gruixut, que augmenta la fragilitat. Es corregeix realitzant una etapa més de recuit complet.
4. Cremat Es produeix com a conseqüència de superar els valors permesos de calefacció i remull, condueix a la destrucció d'enllaços entre alguns grans, fa malbé tot l'estructura del metall i no està subjecte a correcció.

Per evitar mal funcionament, és important realitzar tasques de tractament tèrmic amb claredat, tenir habilitats professionals i controlar estrictament el procés.

El recuit de l'acer és una tecnologia altament eficient de portar la microestructura de parts de qualsevol complexitat i composició a l'estructura interna òptima i l'estat que es requereix per a les etapes posteriors d'influències tèrmiques, tall i posada en marxa de l'estructura.