- Endurecimiento de acero
- La elección de la temperatura para el endurecimiento.
- Velocidad de enfriamiento
- Características del acero: endurecimiento y endurecimiento.
- Tipos de endurecimiento del acero.
- Métodos de enfriamiento durante el endurecimiento.
- Defectos durante el endurecimiento del acero.
- Conclusión
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Sin tratamiento térmico en el trabajo con metales no se puede hacer. Porque la forma en que se llevó a cabo el tratamiento térmico depende de las características de calidad del producto metálico. Su resistencia y durabilidad en servicio. En este artículo puede aprender cómo realizar correctamente el tratamiento térmico (endurecimiento) de los productos de acero.
Endurecimiento de acero
El endurecimiento es un tratamiento térmico para el metal. Consiste en calentar el metal a una temperatura crítica a la cual cambia la red cristalina del material, oa una temperatura a la cual la fase se disuelve en la matriz que existe a una temperatura baja.
Es importante entender:
- Después de alcanzar la temperatura crítica, el metal se somete a un enfriamiento rápido.
- Después del endurecimiento, el acero adquiere la estructura de martensita (con el nombre de Adolfo Martens) y, por lo tanto, se endurece.
- Debido al endurecimiento, la resistencia del acero aumenta. El metal se vuelve aún más duro y más resistente al desgaste.
- Es necesario distinguir el enfriamiento habitual del material y el enfriamiento para obtener un exceso de vacantes.
Los modos de enfriamiento difieren en la velocidad del proceso y la temperatura de calentamiento. Y también hay diferencias en la duración de la exposición a una temperatura y velocidad de enfriamiento determinadas.
La elección de la temperatura para el endurecimiento.
La decisión sobre la temperatura a la que se lleva a cabo el enfriamiento del metal se debe a la composición química del acero.
El endurecimiento es de dos tipos:
- completar
- incompleto
Guiado por el diagrama de puntos críticos, se puede ver que, durante el proceso de endurecimiento completo, el acero hipoeutectoide debe calentarse por encima de Ac3 en 30 a 50 grados centígrados . Como resultado, el acero tendrá una estructura de austenita uniforme. Posteriormente, bajo la influencia del proceso de enfriamiento, se convertirá en martensita. 
Figura número 1. Puntos críticos .
El endurecimiento incompleto se usa más a menudo para el acero para herramientas. El objetivo del endurecimiento incompleto es alcanzar la temperatura a la que se lleva a cabo el proceso de formación de fases en exceso. El calentamiento del acero se produce en el intervalo de temperatura de Ac1 - Ac2 . Al mismo tiempo, cierta cantidad de ferrita que queda después de endurecer el acero permanecerá en la estructura de martensita.
Para el endurecimiento del acero pro-eutectoide, es mejor atenerse a una temperatura de 20 a 30 grados más que a Ac1: extinción incompleta. Debido a esto, durante el calentamiento y enfriamiento, la cementita permanecerá, lo que aumenta la dureza de la martensita. Durante el endurecimiento, el acero pro-eutectoide no debe calentarse por encima de su temperatura normal. Esto puede afectar la dureza.
Velocidad de enfriamiento
La estructura de martensita se obtiene con el enfriamiento rápido de la austenita en un momento en que la temperatura del acero contribuye a la menor estabilidad de la austenita (aproximadamente 650-550 grados).
Cuando se mueve a una zona de temperatura en la que se produce la transformación martensítica (por debajo de 240 grados), se aplica un enfriamiento lento. Como resultado , las tensiones estructurales resultantes se igualan, mientras que la dureza de la martensita resultante no disminuye.
Para un tratamiento térmico exitoso, es muy importante elegir el medio de endurecimiento. A menudo se puede usar lo siguiente como medio de enfriamiento:
- el agua
- una solución de hidróxido de sodio (5-10%) o sal;
- aceite mineral.
Para el endurecimiento del acero al carbono, es mejor usar agua, cuya temperatura es de 18 grados. Para temple de aleación de aceros adecuados.
Características del acero: endurecimiento y endurecimiento.
No mezcle características importantes del acero: endurecimiento y endurecimiento.
Endurecimiento
Esta característica indica la capacidad del acero para ganar dureza después del endurecimiento. Hay tipos de acero que son difíciles de enfriar y después del proceso de tratamiento térmico, el acero se vuelve lo suficientemente duro. Dicen sobre ese material: "No acepté la extinción".
La capacidad de dureza en martensita se asocia con el grado de distorsión de su red cristalina. Un menor contenido de carbono en la martensita contribuye a una menor distorsión en la red cristalina y, por lo tanto, la dureza del acero será menor. Si el acero contiene carbono menos del 0, 3%, entonces la capacidad de endurecimiento de una aleación de este tipo es baja y, por lo general, estas aleaciones no se someten a enfriamiento.
Endurecimiento
Esta característica puede indicar cuán profundamente se ha endurecido el acero. Cuando se endurece, la superficie de la pieza de acero se enfría más rápido que el núcleo . Esto se debe a que la superficie está en contacto directo con el líquido refrigerante, que toma calor. Y la parte central de la parte de acero transfiere su calor a través del espesor del metal y la superficie, donde es absorbido por el refrigerante.
La capacidad de endurecimiento está influenciada por la velocidad crítica de endurecimiento: cuanto más baja es (velocidad), más profundamente se calcina el acero. Por ejemplo, el acero de grano grueso, que tiene un bajo índice de enfriamiento crítico, se calcina más profundo que el acero de grano fino, que tiene un alto índice de enfriamiento crítico.
La profundidad de endurecimiento depende de la estructura inicial de la aleación endurecida, la temperatura de calentamiento y el medio de enfriamiento. La capacidad de endurecimiento del acero se determina por fractura, microestructura y dureza.
Tipos de endurecimiento del acero.
Hay muchas formas de endurecer el metal. Su elección se debe a la composición del acero, la naturaleza del producto, la dureza necesaria y las condiciones de enfriamiento. Con frecuencia, se utiliza el paso, el isotérmico y el endurecimiento ligero.
Endurecimiento en un medio
Refiriéndose a la gráfica de curvas de enfriamiento para diferentes métodos de endurecimiento, puede ver que la curva 1 corresponde a la extinción en el mismo medio. Es fácil realizar dicho endurecimiento. Sin embargo, no es adecuado para todas las partes de acero. Debido a la rápida disminución de la temperatura, el acero de sección transversal variable en el rango de temperatura se produce irregularidad de la temperatura y una gran tensión interna. A partir de esto, la pieza de acero puede deformarse y agrietarse.
Figura número 2. Curvas de enfriamiento .
El alto contenido de carbono en las piezas de acero puede causar cambios volumétricos en las tensiones estructurales, y esto, a su vez, amenaza con la aparición de grietas.
Zaevtektoidny acero, teniendo una forma simple, es mejor endurecer en el mismo entorno. Para apagar formas más complejas, se usa la extinción en dos medios o la extinción por pasos.
El endurecimiento en dos medios (en la figura 2, esta es la curva 2) se utiliza para herramientas hechas de acero con alto contenido de carbono. El método en sí es que el acero se enfría primero en agua a 300-400 grados, después de lo cual se transfiere a un ambiente aceitoso, donde llega hasta que se enfría por completo.
Paso de endurecimiento
Con el endurecimiento escalonado (curva 3), la pieza de acero se coloca inicialmente en un baño de sal. La temperatura del baño en sí debe ser más alta que la temperatura a la que se produce la transformación martensítica (240–250 grados) . Después del baño de sal, el acero se mezcla en aceite o en el aire. Con el endurecimiento por pasos, no puede temer que la pieza esté deformada o se formen grietas en ella.
La falta de tal extinción implica que solo se puede utilizar para piezas en bruto de acero al carbono con una sección pequeña (8–10 mm). El endurecimiento por pasos se puede utilizar para piezas de acero aleado con una gran sección transversal (hasta 30 mm).
Endurecimiento isotérmico
La curva 4 corresponde al endurecimiento isotérmico en el gráfico. El endurecimiento se realiza de la misma manera que el endurecimiento por pasos. Sin embargo, en un baño caliente el acero se envejece por más tiempo. Esto se hace de tal manera que cause la desintegración completa de la austenita . En el diagrama, la velocidad del obturador se muestra en la línea en forma de S con los puntos a y b. El acero que ha sufrido un endurecimiento isotérmico puede enfriarse en cualquier caso. El medio refrigerante puede servir como sales fundidas.
Ventajas del endurecimiento isotérmico:
- El acero casi no se dobla;
- no aparecen grietas;
- viscosidad
Endurecimiento brillante
Para realizar dicho endurecimiento se requiere un horno especialmente equipado, equipado con un entorno protector. En la producción, para obtener una superficie limpia y brillante para el acero endurecido, se debe utilizar un endurecimiento por pasos. Después de ello, la aleación se enfría en álcali cáustico fundido. Antes del proceso de endurecimiento, la pieza de acero se calienta en un baño de sal de cloruro de sodio con una temperatura de 30 a 50 grados sobre el punto Ac1 (consulte "Esquema de los puntos críticos"). El enfriamiento de la pieza se realiza en el baño a 180–200 grados. El medio de enfriamiento es una mezcla que consiste en una mezcla de 75% de hidróxido de potasio, 25% de hidróxido de sodio, a la que se agrega 6-8% de agua (en peso de sal).
Enfriamiento con vacaciones
Utilizado en la fabricación de acero para herramientas. La idea básica de apagar es quitar la parte de acero del medio de enfriamiento hasta que esté completamente enfriada. La convulsión se produce en un determinado punto. Una cierta cantidad de calor se almacena en el núcleo de la pieza de acero. A sus expensas, e hizo la posterior licencia . Una vez que el producto de acero alcanza la temperatura requerida para el temple debido al calor interno, el acero se coloca en un fluido de enfriamiento para su enfriamiento final.
R Fig. No. 3 - T es la cara de la marea .
Las vacaciones están controladas por los colores del tinte (consulte la Figura No. 3), que se forma en una superficie de metal lisa a 220–330 grados.
Con la ayuda de endurecimiento por templado, se fabrican mazos, cinceles, martillos y otras herramientas que requieren una gran dureza en la superficie al tiempo que conservan la viscosidad interna.
Métodos de enfriamiento durante el endurecimiento.
Durante el enfriamiento rápido de los productos de acero durante la extinción, existe el riesgo de grandes esfuerzos internos, lo que conduce a la distorsión del material y, a veces, a las grietas. Para evitar esto, cuando sea posible, es mejor enfriar las piezas de acero en aceite. El acero al carbono, para el cual es imposible tal enfriamiento, es mejor enfriarlo en agua.
Además del entorno de refrigeración, la tensión interna de los productos de acero se ve influenciada por la forma en que se sumergen en el medio de refrigeración. A saber:
En los productos con una parte gruesa y delgada, es mejor sumergirse en el fluido de enfriamiento, primero con una parte voluminosa;- Si el producto tiene una forma alargada (taladros, grifos), debe sumergirse estrictamente verticalmente, de lo contrario, podrían deformarse.
A veces se requiere endurecer no toda la parte, sino solo una parte de ella. Luego se aplica endurecimiento local. El producto no se calienta por completo, pero toda la parte se sumerge en el líquido de enfriamiento.
Defectos durante el endurecimiento del acero.
Dureza insuficiente . Ocurre si hubo una temperatura de calentamiento baja, una velocidad de obturación lenta a la temperatura de funcionamiento o si se produjo una velocidad de enfriamiento insuficiente. Puedes arreglarlo: aplica un ambiente más energético; Hacer recocido, y luego endurecer.- Sobrecalentamiento Ocurre si la parte de acero se calienta a una temperatura que excede la permitida. Cuando se sobrecalienta, se forma una estructura de grano grueso, que conduce a la fragilidad de la parte. Puede solucionarlo: recocido y endurecimiento a la temperatura adecuada.
- Un agotamiento Cuando la pieza de acero se calienta a una temperatura alta cerca del punto de fusión (1200–1300 grados) en una atmósfera oxidante. El oxígeno penetra en los productos de acero, los óxidos se forman en los límites de los granos. Tal acero no se corrige.
- Oxidación y descarburación . En este caso, los óxidos (óxidos) se forman en la superficie de las piezas de acero, y el carbono se quema en las capas superficiales de acero. Este matrimonio no puede ser reparado. Para evitar el matrimonio, use hornos con una atmósfera protectora.
- Warping y grietas . Ocurren debido a tensiones internas. Las grietas son un defecto incorregible. La deformación se puede eliminar enderezando o enderezando.
Conclusión
Lo más importante en el endurecimiento del metal es la clara adhesión a la tecnología. Cualquier desviación hacia el lado conduce a consecuencias indeseables. Si hace todo bien, incluso en casa puede llevar a cabo el proceso de endurecimiento del acero.