Visualizzazione del trattamento termico

Il trattamento termico si riferisce a una tecnica di lavorazione dei metalli in cui i materiali vengono riscaldati, tenuti e raffreddati in uno stato solido per ottenere la microstruttura e le proprietà desiderate.A seconda dei metodi di riscaldamento e raffreddamento, nonché le caratteristiche di cambiamenti di microstruttura e proprietà, il trattamento termico può essere classificato nei seguenti tipi:

• Trattamento termico
• Trattamento termico superficiale
• Altri trattamenti termici

Sviluppo storico del trattamento termico

Nel VI secolo a.C., l'uso di armi di ferro e acciaio divenne gradualmente diffuso.Provincia di HebeiCome la tecnologia di estinzione avanzata, la tecnologia di estinzione ha aumentato il numero di persone che hanno perso la vita a causa della malattia.è diventato sempre più evidente che il mezzo di raffreddamento influisce in modo significativo sulla qualità dell'estinguimento.

Durante il periodo dei Tre Regni, un artigiano di nome Pu Yuan di Shu avrebbe forgiato 3000 spade per Zhuge Liang, presumibilmente usando l'acqua di Chengdu per spegnere,dimostrazione di una precoce consapevolezza in Cina di come le diverse qualità dell'acqua influenzano l'efficacia del raffreddamentoSi è anche notato l'uso di olio e acqua per il raffreddamento.

Le spade scavate dalla tomba del re Jing di Zhongshan (206 a.C. - 24 d.C.) durante la dinastia Han occidentale mostrano un contenuto di carbonio dello 0,15% - 0,4% nel nucleo,mentre la superficie presentava un tenore di carbonio superiore a 0Tuttavia, questa conoscenza era considerata un segreto personale "artigianale" e non era ampiamente condivisa, portando a un lento sviluppo.

Nel 1863, metallurgi e geologi britannici dimostrarono sotto il microscopio sei diverse strutture metallurgiche dell'acciaio, dimostrando che il riscaldamento e il raffreddamento provocano cambiamenti strutturali interni.Le fasi ad alta temperatura dell'acciaio si trasformano in fasi più dure al raffreddamento rapidoLa teoria dell'isomorfismo del ferro stabilita dal francese Osmond, insieme al diagramma di fase ferro-carbonio sviluppato dallo scienziato britannico Auston,ha gettato le basi teoriche per i moderni processi di trattamento termico.

Visualizzazione del trattamento termico

Nel frattempo, i ricercatori hanno esplorato metodi per proteggere i metalli durante il processo di riscaldamento nel trattamento termico dei metalli per prevenire l'ossidazione e la decarborizzazione.In particolare, una serie di brevetti sono stati rilasciati per il riscaldamento protettivo utilizzando vari gas (come l'idrogeno).Nel 1889-1890 un inglese di nome Lake ottenne i brevetti per il trattamento termico di vari metalli.I progressi nella fisica dei metalli e l'applicazione delle nuove tecnologie hanno notevolmente migliorato i processi di trattamento termicoUn notevole progresso avvenne tra il 1901 e il 1925, quando furni rotanti furono utilizzate per la carburizzazione del gas nella produzione industriale.consentendo un potenziale di carbonio controllabile nell'atmosfera del fornoLa ricerca successiva ha introdotto metodi come il controllo del potenziale di carbonio utilizzando strumenti a infrarossi di anidride carbonica e sonde per l'ossigeno.che porta allo sviluppo di processi di nitrurazione e carburizzazione degli ioniL'applicazione delle tecnologie laser ed elettroniche ha introdotto anche nuovi metodi per il trattamento termico superficiale e il trattamento termico chimico dei metalli.

I quattro tipi di trattamento termico

Temperamento

La temprazione dopo l'estinguimento si traduce in una microstruttura nota come sorbita temperata.principalmente per eliminare le sollecitazioni di spegnimento e ottenere la microstruttura desiderataA seconda della temperatura di temperatura, può essere classificato in temperatura a bassa, media e alta temperatura, con conseguente temperatura di martensite, troostite e sorbita, rispettivamente.

La combinazione di temperatura ad alta temperatura dopo l'estinguimento è nota come temperatura e temperatura, con l'obiettivo di raggiungere un equilibrio di resistenza, durezza, plasticità,e robustezza per proprietà meccaniche completeQuesto processo è ampiamente utilizzato in importanti componenti strutturali di automobili, trattori e macchine utensili, come barre di collegamento, bulloni, ingranaggi e alberi.la durezza varia tipicamente da HB200 a HB330..

Annellazione

Durante il processo di ricottura, si verifica la trasformazione della perlite.preparazione per la successiva lavorazione e trattamento termico finaleIl ricottura per riduzione dello stress viene eseguita per eliminare le sollecitazioni residue causate da processi quali la deformazione plastica, la saldatura e quelle inerenti alle fusioni.casting., saldatura e lavorazione contengono sollecitazioni interne che, se non affrontate tempestivamente, possono portare a deformazioni durante la lavorazione e l'uso, influenzando la precisione.

L'utilizzo di ricottura a sollecitazione per eliminare le sollecitazioni interne generate durante la lavorazione è cruciale.quindi non si verificano cambiamenti microstrutturali durante l'intero processo di trattamento termicoLe sollecitazioni interne vengono alleviate principalmente attraverso il rilassamento naturale durante le fasi di tenuta e di raffreddamento lento.

Sfogo

L'estinguimento consiste nel riscaldare il pezzo o la parte metallica al di sopra della temperatura di trasformazione di fase, tenendoloe quindi raffreddarlo rapidamente ad un tasso superiore al tasso di raffreddamento critico per ottenere una struttura martensiticaGli obiettivi primari dell'estinguimento sono:

1. Miglioramento delle proprietà meccaniche: ad esempio, migliorare la durezza e la resistenza all'usura di utensili e cuscinetti, aumentare il limite di elasticità delle molle e migliorare le prestazioni meccaniche complessive dei componenti dell'albero.

2. Miglioramento delle proprietà del materiale: per taluni acciai speciali, come ad esempio l'aumento della resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile o l'aumento del magnetismo permanente dell'acciaio magnetico.

Durante l'estinguimento è essenziale selezionare il mezzo di estinguimento appropriato e utilizzare il metodo di estinguimento corretto.,Sottomissione in fase, isotermica e localizzata.

Normalizzazione

La normalizzazione è caratterizzata da raffreddamento dell'aria, il che significa che la temperatura ambientale, i metodi di impilazione, il flusso d'aria e le dimensioni del pezzo di lavoro influenzano la struttura e le prestazioni dopo la normalizzazione.La struttura normalizzata può servire anche come metodo di classificazione per le acciai legate.i campioni con un diametro di 25 mm vengono riscaldati a 900 °C e raffreddati ad aria per ottenere strutture che classificano le acciaie legate in acciai perartici, bainitico, martensitico e austenitico.

1. Per gli acciai ipotectoidi, la normalizzazione è utilizzata per eliminare le strutture di grana grossolana e le strutture di Widmanstätten nelle fusioni, forgiature e saldature; affinare le dimensioni del grano;e può servire come trattamento di pre-calore prima di spegnere.

2. Per gli acciai ipereutectoidi, la normalizzazione può eliminare la cementite secondaria in rete e raffinare la perlite, migliorando le proprietà meccaniche e beneficiando della successiva ricottura sferoidizzante.

3. Per le lastre di acciaio sottili a basso contenuto di carbonio, la normalizzazione può eliminare la cementita libera ai confini del grano per migliorare le prestazioni di estrazione profonda.

4. Per gli acciai a basso tenore di carbonio e a basso tenore di carbonio, la normalizzazione può produrre una quantità significativa di perlite lamellare fine, aumentando la durezza a HB140-190,Evitando così il "galling" durante il taglio e migliorando la lavorabilitàNei casi in cui sia la normalizzazione che la ricottura sono applicabili per gli acciai a carbonio medio, la normalizzazione è più economica e conveniente.

5. Per gli acciai strutturali a carbonio medio ordinari con requisiti di prestazione meccanica meno rigorosi, la normalizzazione può sostituire l'estinguimento seguito da un temperaggio ad alta temperatura.offrendo semplicità di funzionamento stabilizzando la microstruttura e le dimensioni dell'acciaio.

6. La normalizzazione ad alta temperatura (sopra Ac3, da 150-200 °C) può ridurre la segregazione della composizione nelle parti fuse e forgiate a causa di tassi di diffusione più elevati a temperature elevate.I grani grossolani derivanti dalla normalizzazione ad alta temperatura possono essere raffinati da una successiva normalizzazione a bassa temperatura.

7. Per alcuni acciai legati a basso e medio tenore di carbonio utilizzati nelle turbine e nelle caldaie, la normalizzazione è spesso utilizzata per ottenere una struttura bainitrica,seguita da un temperaggio ad alta temperatura per una buona resistenza al sollevamento a 400-550°C.

8. Oltre alle parti e ai materiali in acciaio, la normalizzazione è ampiamente utilizzata anche nel trattamento termico del ferro duttile per ottenere una matrice perarlica, migliorando la resistenza del ferro duttile.