1. Conceptos básicos del templado de aceros
El acero subeutectoide se calienta por encima de Ac3, el acero eutectoide y el acero hipereutectoide se calientan por encima de Ac1 (inferior a Accm) y luego se enfrían a una velocidad mayor que Vk después de la conservación del calor. El proceso de tratamiento térmico para convertir austenita en martensita se denomina endurecimiento del acero. El endurecimiento de martensita es el principal medio de endurecimiento del acero, por lo que el objetivo del endurecimiento del acero es obtener martensita y mejorar las propiedades mecánicas del acero. El endurecimiento del acero es el proceso de tratamiento térmico más importante para el acero y también uno de los procesos más utilizados en el tratamiento térmico.
Ejemplo del efecto del acero después del endurecimiento.
2. Temperatura de calentamiento del endurecimiento del acero.
La temperatura de enfriamiento debe elegirse de acuerdo con el principio de obtener granos finos de austenita, para obtener una estructura fina de martensita después del enfriamiento. La temperatura de enfriamiento del acero subeutectoide es generalmente superior a Ac3 30 ℃ ~ 50 ℃, y se puede obtener una estructura de martensita fina uniforme después del enfriamiento. Si la temperatura es demasiado alta, el tamaño de grano de la austenita dará lugar a una gran estructura martensítica, lo que empeorará las propiedades mecánicas del acero, reduciendo especialmente la plasticidad y la tenacidad. Si la temperatura de enfriamiento es inferior a Ac3, la ferrita no disuelta se retendrá en la estructura de enfriamiento, lo que reducirá la resistencia y la dureza del acero.
La temperatura de temple se determina principalmente según el punto crítico del acero:
Acero subeutectoide: Ac3 por encima de 30~50 ℃;
Acero eutectoide y acero hipereutectoide: Ac1 por encima de 30~50℃;
Para acero estructural de baja aleación y acero para herramientas de alta aleación, la temperatura de enfriamiento puede ser más alta para acelerar la austenización considerando el efecto de los elementos de aleación.
3. Determinación del tiempo de calentamiento para el endurecimiento del acero.
El tiempo de calentamiento se compone del tiempo de calentamiento y el tiempo de mantenimiento. El tiempo de calentamiento es el tiempo necesario para que las piezas pasen de la temperatura del horno a la temperatura de templado, y se toma como el comienzo del tiempo de mantenimiento. El tiempo de conservación del calor se refiere al tiempo necesario para que las piezas se quemen y completen el proceso de austenización. El tiempo de calentamiento generalmente se estima mediante una fórmula empírica o se determina experimentalmente. En producción, el tiempo razonable de calentamiento y mantenimiento a menudo se determina a través de experimentos para garantizar la calidad de la pieza de trabajo.
4. Medio de enfriamiento del endurecimiento del acero.
El medio de enfriamiento utilizado para enfriar el acero desde el estado austenítico hasta la temperatura por debajo del punto Ms se denomina medio de enfriamiento. Las características de enfriamiento del medio de enfriamiento ideal serán: enfriamiento lento por encima de 650 ℃. Para reducir el estrés por calor de enfriamiento tanto como sea posible; El enfriamiento rápido debe realizarse entre 650 ℃ y 400 ℃ para evitar la transformación de perlita o transformación de bainita. Por debajo de 400 ℃ área de temperatura, cerca de Ms debe ralentizar el enfriamiento para reducir en la medida de lo posible la tensión de transformación de austenita pony producida por la organización. Medio de enfriamiento de agua de uso común, solución salina o alcalina, y varios tipos de aceite mineral, etc. Las características de enfriamiento del agua no son ideales, dentro del rango de 650 ~ 400 ℃ se necesita frío, la capacidad de enfriamiento es pequeña. Y en necesidad de temperatura fría lenta 400 ℃ ~ área de puntos Ms, la capacidad de enfriamiento y grande. Además, la temperatura del agua tuvo una mayor influencia en la capacidad de enfriamiento del agua. El agua se utiliza principalmente para el enfriamiento de piezas de trabajo de acero al carbono de tamaño pequeño, forma y simple. La solución salina o alcalina puede hacer que la temperatura alta mejore notablemente su capacidad de enfriamiento. La ventaja del aceite mineral es que la capacidad de enfriamiento en la zona de baja temperatura es mucho menor que la del agua, mientras que la desventaja es que la capacidad de enfriamiento en la zona de baja temperatura. La zona de alta temperatura también es más baja.
5. Método de enfriamiento del endurecimiento del acero.
Para obtener la estructura de enfriamiento deseada y evitar la deformación y el agrietamiento, el medio de enfriamiento existente debe combinarse con varios métodos de enfriamiento, incluido el enfriamiento de un solo líquido, el enfriamiento de doble líquido, el enfriamiento gradual y el enfriamiento isotérmico.
A. Enfriamiento de un solo líquido: Enfriar la pieza de trabajo austenizada en un medio y continuar enfriándola a la temperatura media. Adecuado para piezas de trabajo de acero al carbono y acero aleado con una forma simple. Agua para una pieza de trabajo grande, aceite para una pieza de trabajo pequeña.
B. Método de enfriamiento líquido doble: es la pieza de trabajo austenitizante que se apaga en el primer medio de enfriamiento fuerte, se enfría hasta cerca de la temperatura del punto Ms, luego la capacidad de enfriamiento se debilita inmediatamente y se apaga inmediatamente el medio de enfriamiento, hasta que finaliza la transformación de la fase de martensita. Adecuado para piezas de trabajo de acero al carbono de gran tamaño. Generalmente, como medio del agua de enfriamiento rápido, el aceite es un medio de enfriamiento lento.
C. Método de enfriamiento gradual: se usa para enfriar la pieza de trabajo austenizada en un baño de sal o un baño alcalino en el punto Ms con una temperatura ligeramente más alta que la del acero para conservar el calor. Cuando la temperatura interna y externa de la pieza de trabajo es uniforme, la pieza de trabajo se saca del baño y se enfría con aire a temperatura ambiente para completar la transformación martensítica.
D. Enfriamiento isotérmico: es un método de enfriamiento para que una pieza de trabajo austenizada se enfríe en un baño de sal por encima del punto Ms, se mantenga en un tiempo lo suficientemente isotérmico para convertirla en una estructura de bainita más baja y luego se extraiga y se enfríe con aire a temperatura ambiente. . Es adecuado para piezas pequeñas con formas complejas, requisitos de tamaño precisos y funciones importantes.
6. Templabilidad y endurecimiento del acero.
(1) Templabilidad
La templabilidad del acero se refiere a la capacidad del acero austenizado para obtener martensita después del enfriamiento rápido, que se expresa por la profundidad de la capa de penetración y la distribución de la dureza obtenida por el enfriamiento rápido del acero en condiciones específicas. En producción, el diámetro crítico de enfriamiento rápido también se usa comúnmente para representar la templabilidad del acero. El denominado diámetro crítico de enfriamiento rápido se expresa mediante D0. Bajo las mismas condiciones de enfriamiento, cuanto mayor es D0, mejor es la templabilidad del acero.
(2) Factores que afectan la templabilidad
El factor principal que afecta la templabilidad es la composición química, excepto el Co, los elementos totalmente aleados disueltos en austenita aumentan la templabilidad. Además, la uniformidad de la austenita, el tamaño del grano y la presencia de un segundo factor equivalente afectan la templabilidad.
(3) Determinación de la templabilidad y su método de representación
Hay muchas formas de determinar la templabilidad, y la más utilizada es el "método de enfriamiento final", denominado prueba de enfriamiento final. Durante la prueba, la muestra estándar se calentó primero a la temperatura de austenización, se mantuvo durante 30 ~ 40 minutos y luego se colocó en la mesa de prueba de enfriamiento rápido para enfriarla con agua rociada.
(4) Aplicación de templabilidad
La pieza de trabajo con alta templabilidad es fácil de templar, con una organización y rendimiento uniformes;
Cuando se apaga la pieza de trabajo, el medio de enfriamiento con menos capacidad de enfriamiento se puede usar para reducir la tensión de enfriamiento.
El acero de gran templabilidad se puede seleccionar para una pieza de trabajo grande y compleja para garantizar un rendimiento organizativo uniforme y consistente;
Cuando la dureza de la superficie de la pieza de trabajo es alta y la dureza del corazón es buena, puede elegir acero de baja templabilidad.
(5) Endurecimiento del acero: se refiere a la capacidad de endurecimiento del acero durante el templado y se expresa por la dureza máxima que se puede obtener de la martensita templada. Depende de la cantidad de carbono en la martensita. Cuanto mayor sea el contenido de carbono, cuanto mayor sea el endurecimiento.
