O tratamento térmico é uma etapa muito importante no processamento de materiais metálicos.O tratamento térmico pode alterar as propriedades físicas e mecânicas dos materiais metálicos, melhorar sua dureza, resistência, tenacidade e outras propriedades.
Para garantir que a estrutura do projeto do produto seja segura, confiável, econômica e eficiente, os engenheiros estruturais geralmente precisam compreender as propriedades mecânicas dos materiais, selecionar processos de tratamento térmico apropriados com base nos requisitos do projeto e nas características do material, e melhorar seu desempenho e vida útil.A seguir estão 13 processos de tratamento térmico relacionados a materiais metálicos, que esperam ser úteis para todos.
1. Recozimento
Um processo de tratamento térmico no qual os materiais metálicos são aquecidos a uma temperatura apropriada, mantida por um determinado período de tempo e depois resfriados lentamente.O objetivo do recozimento é principalmente reduzir a dureza dos materiais metálicos, melhorar a plasticidade, facilitar o corte ou processamento de pressão, reduzir a tensão residual, melhorar a uniformidade da microestrutura e da composição ou preparar a microestrutura para tratamento térmico subsequente.Os processos de recozimento comuns incluem recozimento de recristalização, recozimento completo, recozimento de esferoidização e recozimento para alívio de tensão.
Recozimento completo: Refina o tamanho do grão, estrutura uniforme, reduz a dureza, elimina totalmente o estresse interno.O recozimento completo é adequado para peças forjadas ou fundições de aço com teor de carbono (fração de massa) inferior a 0,8%.
Recozimento esferoidizante: reduz a dureza do aço, melhora o desempenho de corte e prepara para têmpera futura para reduzir a deformação e rachaduras após a têmpera.O recozimento por esferoidização é adequado para aço carbono e ligas de aço para ferramentas com teor de carbono (fração de massa) superior a 0,8%.
Recozimento com alívio de tensão: Elimina a tensão interna gerada durante a soldagem e endireitamento a frio de peças de aço, elimina a tensão interna gerada durante a usinagem de precisão de peças e evita deformações durante o processamento e uso subsequente.O recozimento para alívio de tensão é adequado para várias peças fundidas, forjadas, peças soldadas e peças extrudadas a frio.
2. Normalização
Refere-se ao processo de tratamento térmico de aquecimento de aço ou componentes de aço a uma temperatura de 30-50 ℃ acima de Ac3 ou Acm (a temperatura do ponto crítico superior do aço), mantendo-os por um tempo apropriado e resfriando-os em ar parado.O objetivo da normalização é principalmente melhorar as propriedades mecânicas do aço de baixo carbono, melhorar a usinabilidade, refinar o tamanho do grão, eliminar defeitos estruturais e preparar a estrutura para posterior tratamento térmico.
3. Têmpera
Refere-se ao processo de tratamento térmico de aquecimento de um componente de aço a uma temperatura acima de Ac3 ou Ac1 (a temperatura do ponto crítico inferior do aço), mantendo-o por um determinado período de tempo e, em seguida, obtendo uma estrutura de martensita (ou bainita) em um taxa de resfriamento adequada.O objetivo da têmpera é obter a estrutura martensítica necessária para peças de aço, melhorar a dureza, resistência e resistência ao desgaste da peça e preparar a estrutura para posterior tratamento térmico.
Os processos de têmpera comuns incluem têmpera em banho de sal, têmpera graduada martensítica, têmpera isotérmica de bainita, têmpera superficial e têmpera local.
Têmpera com líquido único: A têmpera com líquido único é aplicável apenas a peças de aço carbono e ligas de aço com formatos relativamente simples e baixos requisitos técnicos.Durante a têmpera, para peças de aço carbono com diâmetro ou espessura superior a 5-8mm, deve-se utilizar água salgada ou resfriamento com água;As peças de liga de aço são resfriadas com óleo.
Têmpera líquida dupla: Aqueça as peças de aço até a temperatura de têmpera, após o isolamento, resfrie-as rapidamente em água a 300-400 º C e depois transfira-as para óleo para resfriamento.
Têmpera de superfície de chama: A têmpera de superfície de chama é adequada para grandes peças de aço de médio carbono e aço de liga de médio carbono, como virabrequins, engrenagens e trilhos-guia, que exigem superfícies duras e resistentes ao desgaste e podem suportar cargas de impacto na produção de lote único ou pequeno. .
Endurecimento superficial por indução: As peças que foram submetidas ao endurecimento superficial por indução têm uma superfície dura e resistente ao desgaste, mantendo boa resistência e tenacidade no núcleo.O endurecimento superficial por indução é adequado para peças de aço de médio carbono e ligas de aço com teor moderado de carbono.
4. Temperamento
Refere-se ao processo de tratamento térmico onde as peças de aço são temperadas e depois aquecidas a uma temperatura abaixo de Ac1, mantidas por um determinado período de tempo e depois resfriadas à temperatura ambiente.O objetivo do revenido é principalmente eliminar as tensões geradas pelas peças de aço durante a têmpera, para que as peças de aço tenham alta dureza e resistência ao desgaste, bem como a plasticidade e tenacidade exigidas.Os processos de têmpera comuns incluem têmpera de baixa temperatura, têmpera de média temperatura, têmpera de alta temperatura, etc.
Revenido em baixa temperatura: O revenido em baixa temperatura elimina a tensão interna causada pela têmpera em peças de aço e é comumente usado para ferramentas de corte, ferramentas de medição, moldes, rolamentos e peças carburadas.
Revenimento de média temperatura: O revenido de média temperatura permite que as peças de aço alcancem alta elasticidade, certa tenacidade e dureza, e é geralmente usado para vários tipos de molas, matrizes de estampagem a quente e outras peças.
Revenido em alta temperatura: O revenido em alta temperatura permite que as peças de aço obtenham boas propriedades mecânicas abrangentes, ou seja, alta resistência, tenacidade e dureza suficiente, eliminando o estresse interno causado pela têmpera.É usado principalmente para peças estruturais importantes que exigem alta resistência e tenacidade, como fusos, virabrequins, cames, engrenagens e bielas.
5. Têmpera e Revenimento
Refere-se ao processo de tratamento térmico composto de têmpera e revenido de aço ou componentes de aço.O aço utilizado para tratamento de têmpera e revenido é denominado aço temperado e revenido.Geralmente se refere a aço estrutural de médio carbono e aço estrutural de liga de médio carbono.
6. Tratamento térmico químico
Processo de tratamento térmico no qual uma peça de metal ou liga é colocada em um meio ativo a uma determinada temperatura para isolamento, permitindo que um ou mais elementos penetrem em sua superfície para alterar sua composição química, estrutura e desempenho.O objetivo do tratamento térmico químico é principalmente melhorar a dureza superficial, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência à fadiga e resistência à oxidação das peças de aço.Os processos químicos comuns de tratamento térmico incluem carburação, nitretação, carbonitretação, etc.
Carburação: Para alcançar alta dureza (HRC60-65) e resistência ao desgaste na superfície, mantendo alta tenacidade no centro.É comumente usado para peças resistentes ao desgaste e ao impacto, como rodas, engrenagens, eixos, pinos de pistão, etc.
Nitretação: Melhora a dureza, resistência ao desgaste e resistência à corrosão da camada superficial de peças de aço, comumente usada em peças importantes como parafusos, porcas e pinos.
Carbonitretação: melhora a dureza e a resistência ao desgaste da camada superficial das peças de aço, adequada para peças de aço de baixo carbono, aço de médio carbono ou aço-liga, e também pode ser usada para ferramentas de corte de aço de alta velocidade.
7. Tratamento com solução sólida
Refere-se ao processo de tratamento térmico de aquecimento de uma liga a uma zona monofásica de alta temperatura e manutenção de uma temperatura constante, permitindo que o excesso de fase se dissolva completamente na solução sólida e depois esfrie rapidamente para obter uma solução sólida supersaturada.O objetivo do tratamento em solução é principalmente melhorar a plasticidade e tenacidade do aço e ligas e preparar-se para o tratamento de endurecimento por precipitação.
8. Endurecimento por precipitação (fortalecimento por precipitação)
Processo de tratamento térmico no qual um metal sofre endurecimento devido à segregação de átomos de soluto em uma solução sólida supersaturada e/ou à dispersão de partículas dissolvidas na matriz.Se o aço inoxidável por precipitação austenítica for submetido ao tratamento de endurecimento por precipitação a 400-500 ℃ ou 700-800 ℃ após tratamento com solução sólida ou trabalho a frio, ele poderá atingir alta resistência.
9. Tratamento oportuno
Refere-se ao processo de tratamento térmico no qual as peças de liga passam por tratamento com solução sólida, deformação plástica a frio ou fundição, e são então forjadas, colocadas em uma temperatura mais alta ou mantidas em temperatura ambiente, e suas propriedades, forma e tamanho mudam ao longo do tempo.
Se for adotado o processo de tratamento de envelhecimento de aquecimento da peça a uma temperatura mais alta e condução do tratamento de envelhecimento por mais tempo, ele é chamado de tratamento de envelhecimento artificial;O fenômeno de envelhecimento que ocorre quando a peça é armazenada por um longo período em temperatura ambiente ou em condições naturais é denominado tratamento de envelhecimento natural.O objetivo do tratamento de envelhecimento é eliminar tensões internas na peça, estabilizar a estrutura e o tamanho e melhorar as propriedades mecânicas.
10. Endurecimento
Refere-se às características que determinam a profundidade de têmpera e a distribuição de dureza do aço sob condições específicas.A boa ou má temperabilidade do aço é frequentemente representada pela profundidade da camada endurecida.Quanto maior a profundidade da camada de endurecimento, melhor será a temperabilidade do aço.A temperabilidade do aço depende principalmente de sua composição química, principalmente dos elementos da liga e do tamanho do grão que aumentam a temperabilidade, a temperatura de aquecimento e o tempo de retenção.Aço com boa temperabilidade pode atingir propriedades mecânicas uniformes e consistentes em toda a seção do aço, e agentes de têmpera com baixa tensão de têmpera podem ser selecionados para reduzir deformação e trincas.
11. Diâmetro crítico (diâmetro crítico de têmpera)
O diâmetro crítico refere-se ao diâmetro máximo de um aço quando toda a estrutura de martensita ou 50% de martensita é obtida no centro após têmpera em um determinado meio.O diâmetro crítico de alguns aços geralmente pode ser obtido através de testes de temperabilidade em óleo ou água.
12. Endurecimento secundário
Algumas ligas de ferro-carbono (como o aço rápido) requerem vários ciclos de revenido para aumentar ainda mais sua dureza.Este fenômeno de endurecimento, conhecido como endurecimento secundário, é causado pela precipitação de carbonetos especiais e/ou pela transformação da austenita em martensita ou bainita.
13. Temperar fragilidade
Refere-se ao fenômeno de fragilização do aço temperado temperado em certas faixas de temperatura ou resfriado lentamente a partir da temperatura de revenido através desta faixa de temperatura.A fragilidade da têmpera pode ser dividida no primeiro tipo de fragilidade da têmpera e no segundo tipo de fragilidade da têmpera.
O primeiro tipo de fragilidade de têmpera, também conhecida como fragilidade de têmpera irreversível, ocorre principalmente a uma temperatura de têmpera de 250-400 ℃.Depois que a fragilidade desaparece após o reaquecimento, a fragilidade se repete nesta faixa e não ocorre mais;
O segundo tipo de fragilidade de têmpera, também conhecido como fragilidade de têmpera reversível, ocorre em temperaturas que variam de 400 a 650 ℃.Quando a fragilidade desaparece após o reaquecimento, deve ser resfriado rapidamente e não deve permanecer por muito tempo ou resfriado lentamente na faixa de 400 a 650 ℃, caso contrário, fenômenos catalíticos ocorrerão novamente.
A ocorrência de fragilidade na têmpera está relacionada aos elementos de liga contidos no aço, como manganês, cromo, silício e níquel, que tendem a desenvolver fragilidade na têmpera, enquanto o molibdênio e o tungstênio têm tendência a enfraquecer a fragilidade na têmpera.
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Horário da postagem: 23 de novembro de 2023