Tratamiento térmico de metales

En términos generales, los componentes industriales tienen requisitos de resistencia y diversas propiedades de las piezas. Especialmente en las industrias aeroespacial y militar, existen requisitos muy estrictos para el rendimiento de los componentes. Por tanto, el tratamiento térmico después de la impresión en metal es un paso esencial.

Pero todavía quedan algunos preparativos imprescindibles antes del tratamiento térmico. Cuando se impriman las piezas, quedarán cubiertas con una gran cantidad de polvo. Antes de sacar las piezas y colocarlas en el horno de tratamiento térmico, intentar limpiar al máximo el polvo adherido a las piezas. En primer lugar, ahorra costes de material. En segundo lugar, si hay una estructura de canal de flujo interno en la pieza y el canal de flujo es demasiado estrecho, no limpiar el polvo puede causar el bloqueo del canal de flujo.

El tratamiento térmico es el proceso de calentar, aislar y enfriar metales sólidos o aleaciones de manera adecuada para obtener la microestructura deseada. Así, el proceso de tratamiento térmico se lleva a cabo en tres etapas: calentamiento, aislamiento y enfriamiento. Independientemente del tipo de tratamiento térmico, se divide en tres etapas, con diferencias en temperatura de calentamiento, tiempo de mantenimiento y velocidad de enfriamiento.

La característica del proceso de tratamiento térmico es que no cambia las dimensiones externas de las piezas metálicas, solo cambia la estructura interna del material y el rendimiento de las piezas.

Los tratamientos térmicos comunes incluyen recocido, normalizado, templado y revenido. A continuación se explicará el acero como ejemplo:

El objetivo del tratamiento térmico del acero es eliminar determinados defectos de la microestructura del material y, lo que es más importante, mejorar y potenciar las prestaciones del acero, aprovechando plenamente su potencial. Esto es de gran importancia para mejorar la calidad del producto y extender la vida útil.

1. Recocido

El recocido es un proceso de tratamiento térmico en el que una pieza de metal o aleación se calienta a una temperatura adecuada (por encima o por debajo de la temperatura crítica, que es la temperatura a la que el material sufre transformación estructural), se mantiene durante un cierto período de tiempo y luego enfriado lentamente (es decir, enfriado en el horno o enterrado en un medio con mala conductividad térmica). Las características del proceso de recocido son un tiempo de permanencia prolongado, un enfriamiento lento y la capacidad de obtener una microestructura equilibrada.

El objetivo principal del recocido del acero es refinar la estructura, mejorar el rendimiento, reducir la dureza y facilitar el procesamiento de corte; Eliminar el estrés interno; Mejora la dureza y estabiliza las dimensiones. Uniformar la estructura y composición del acero; También se puede utilizar para preparar a la organización para futuros procesos de tratamiento térmico. Dependiendo del propósito del recocido, existen varios tipos de recocido, como recocido completo, recocido por esferoidización y recocido con alivio de tensiones.

El recocido a menudo se realiza en piezas fundidas, forjadas y soldadas durante el proceso de fabricación para facilitar el corte futuro o la preparación para el enfriamiento.

 

2. Normalización

El proceso de tratamiento térmico que consiste en calentar piezas de acero a 30-50 ℃ por encima de la temperatura crítica, mantenerlas durante un período de tiempo apropiado y enfriarlas en aire en calma se llama normalización. El objetivo principal de la normalización es refinar la estructura, mejorar las propiedades del acero y obtener una estructura cercana al equilibrio.

 

La principal diferencia entre los procesos de normalización y recocido es que la velocidad de enfriamiento de la normalización es ligeramente más rápida, por lo que el ciclo de producción del tratamiento térmico de normalización es más corto. Cuando el recocido y la normalización pueden cumplir con los requisitos de rendimiento de las piezas, se recomienda utilizar la normalización tanto como sea posible. La mayoría de las palanquillas de acero de medio y bajo carbono generalmente se someten a un tratamiento térmico de normalización. El recocido se utiliza comúnmente para palanquillas de acero aleado en general. Si se utiliza la normalización, debido a la rápida velocidad de enfriamiento, la dureza después de la normalización es mayor, lo que no favorece el procesamiento de corte.

 

3. Enfriamiento

El proceso de tratamiento térmico de calentar piezas de acero a una cierta temperatura por encima del punto crítico (la temperatura de enfriamiento del acero 45 es 840-860 ℃, la temperatura de enfriamiento del acero al carbono para herramientas es 760-780 ℃), manteniéndola durante un cierto período de tiempo, y luego, enfriar a una velocidad adecuada para obtener una estructura martensítica o bainítica se denomina enfriamiento.

La principal diferencia entre el tratamiento de enfriamiento, recocido y normalización en términos de proceso es la rápida velocidad de enfriamiento, destinada a obtener una estructura martensítica. Es decir, para obtener una estructura martensítica, la velocidad de enfriamiento del acero debe ser mayor que su velocidad crítica. La velocidad crítica se refiere a la velocidad de enfriamiento mínima requerida para obtener una estructura martensítica. La velocidad de enfriamiento crítica varía según el tipo de acero, y el acero al carbono generalmente tiene una velocidad de enfriamiento crítica más alta que el acero aleado. Por lo tanto, el acero al carbono debe enfriarse en agua después del calentamiento, mientras que el acero aleado debe enfriarse en aceite. Si la velocidad de enfriamiento es menor que la velocidad de enfriamiento crítica, no se puede obtener una estructura martensítica. Sin embargo, si la velocidad de enfriamiento es demasiado rápida, la tensión interna en el acero aumentará, provocando deformación e incluso agrietamiento del componente de acero.

 

4. Templado

El proceso de tratamiento térmico de templar piezas de acero, calentarlas a una temperatura por debajo de la temperatura crítica, mantenerlas durante un cierto período de tiempo y luego enfriarlas a temperatura ambiente se llama templado.

Las piezas de acero que han sido templadas generalmente no se pueden usar directamente y deben templarse antes de su uso. Debido a la alta dureza y fragilidad del acero templado, el uso directo a menudo conduce a una fractura frágil. El templado puede eliminar o reducir la tensión interna, reducir la fragilidad y mejorar la tenacidad; Por otro lado, las propiedades mecánicas del acero templado se pueden ajustar para lograr el rendimiento en servicio del acero. Según las diferentes temperaturas de templado, el templado se puede dividir en tres tipos: templado a baja temperatura, templado a temperatura media y templado a alta temperatura.

(1) Templado a baja temperatura

El revenido de piezas de acero templado por debajo de 250 ℃ se denomina revenido a baja temperatura. El templado a baja temperatura se utiliza principalmente para eliminar tensiones internas y reducir la fragilidad del acero.

(2) Templado a temperatura media

El templado de piezas de acero templado entre 250 ℃ y 500 ℃ se denomina templado a temperatura media y puede lograr una buena elasticidad.

(3) Templado a alta temperatura

El templado de piezas de acero templado por encima de 500 ℃ se denomina templado a alta temperatura. Después del templado a alta temperatura, las piezas de acero templado tienen buenas propiedades mecánicas integrales. El enfriamiento y el revenido a alta temperatura se denominan tratamiento de enfriamiento y revenido.