introducciónEl acero se templa calentando el acero a una temperatura superior a la temperatura crítica Ac3 (acero hipoeutectoide) o Ac1 (acero hipereutectoide), manteniéndolo durante un período de tiempo para que se austenice en su totalidad o en parte, y luego se enfríe a una temperatura mayor que la velocidad de enfriamiento crítica Enfriamiento rápido por debajo del Ms (o Ms cerca del isotérmico) proceso de tratamiento térmico martensítico (o bainita). El tratamiento de solución de materiales como aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, aleaciones de titanio, vidrio templado, etc., o los procesos de tratamiento térmico con enfriamiento rápido también se conocen comúnmente como enfriamiento rápido. El enfriamiento es un proceso de tratamiento térmico común, utilizado principalmente para aumentar la dureza del material. Por lo general, del medio de extinción, se puede dividir en extinción con agua, extinción con aceite, extinción orgánica. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, han surgido algunos nuevos procesos de enfriamiento. 1 método de enfriamiento enfriado por aire a alta presión. la dureza requerida, principalmente para el temple de acero para herramientas. Esta tecnología ha progresado rápidamente recientemente y la gama de aplicaciones también se ha ampliado considerablemente. En la actualidad, la tecnología de extinción de gas al vacío se desarrolló rápidamente, y el enfriamiento de gas de alta velocidad de flujo de presión negativa (<1 × 105 Pa) seguido del enfriamiento de gas y aire de alta presión (1 × 105 ~ 4 × 105 Pa) 10 × 105 Pa) -Refrigerado, ultra alta presión (10 × 105 ~ 20 × 105 Pa) refrigerado por aire y otras nuevas tecnologías no solo mejoran en gran medida la capacidad de enfriamiento al vacío del enfriamiento por aire, y el brillo de la superficie de la pieza de trabajo es bueno, peque?a deformación, pero También una alta eficiencia, ahorro de energía, libre de contaminación, etc. El uso de enfriamiento por gas de alta presión al vacío es el enfriamiento y revenido de materiales, la solución, el envejecimiento, la carburización iónica y la carbonitruración de acero inoxidable y aleaciones especiales, así como la sinterización, enfriamiento y enfriamiento al vacío después de la soldadura fuerte. Con 6 × 105 Pa de enfriamiento rápido de nitrógeno a alta presión, la carga solo se puede enfriar suelta, el acero de alta velocidad (W6Mo5Cr4V2) se puede endurecer a 70 ~ 100 mm, acero de alta aleación para trabajo en caliente hasta 25 ~ 100 mm, oro Frío Trabaja acero de troquel (como Cr12) hasta 80 ~ 100 mm. Cuando se enfría con 10 × 10 5 Pa de nitrógeno a alta presión, la carga enfriada puede ser intensa, lo que aumenta la densidad de carga en alrededor de 30% a 40% con un enfriamiento de 6 × 10 5 Pa. Cuando se enfría con 20 × 10 5 Pa de nitrógeno ultra alto nitrógeno a presión o una mezcla de helio y nitrógeno, las cargas enfriadas son densas y pueden agruparse. La densidad del enfriamiento con nitrógeno de 6 × 105 Pa 80% a 150%, se puede enfriar todo el acero de alta velocidad, acero de alta aleación, acero para herramientas de trabajo en caliente y acero al cromo Cr13% y más acero aleado templado en aceite, como más acero de gran tama?o 9Mn2V. Los hornos de enfriamiento rápido enfriados por aire de doble cámara con cámaras de enfriamiento separadas tienen una mejor capacidad de enfriamiento que el mismo tipo de hornos de cámara única. El horno de cámara doble enfriado con nitrógeno de 2 × 105 Pa tiene el mismo efecto de enfriamiento que el horno de cámara única de 4 × 105 Pa. Sin embargo, los costos de operación, bajos costos de mantenimiento. Como la industria de materiales básicos de China (grafito, molibdeno, etc.) y componentes auxiliares (motor) y otros niveles para mejorar. Por lo tanto, para mejorar el cuidado de vacío de alta presión de una sola cámara de 6 × 105 Pa mientras se mantiene el desarrollo de la presión de doble cámara y el horno de enfriamiento enfriado por aire de alta presión más en línea con las condiciones nacionales de China. horno de vacío enfriado 2 método de enfriamiento fuerte El enfriamiento convencional generalmente se realiza con enfriamiento con aceite, agua o solución de polímero, y la regla de enfriamiento fuerte con agua o bajas concentraciones de agua salada. El enfriamiento fuerte se caracteriza por un enfriamiento extremadamente rápido, sin tener que preocuparse por la distorsión excesiva del acero y el agrietamiento. Enfriamiento por enfriamiento convencional a la temperatura de enfriamiento, la tensión superficial del acero o el estado de baja tensión, y enfriamiento fuerte en medio del enfriamiento, el corazón de la pieza de trabajo todavía está en estado caliente para detener el enfriamiento, por lo que la formación de tensión de compresión superficial. En condiciones de enfriamiento severo, la austenita sobreenfriada en la superficie del acero se somete a una tensión de compresión de 1200 MPa cuando la velocidad de enfriamiento de la zona de transformación martensítica es superior a 30 ℃ / s, de modo que el límite elástico del acero después del enfriamiento se incrementa en al menos 25%.Principio: El acero de la temperatura de austenización se apaga, la diferencia de temperatura entre la superficie y el corazón conducirá a una tensión interna. El cambio de fase del volumen específico de cambio de fase y el plástico de cambio de fase también causarán tensión de transformación de fase adicional. Si la tensión térmica y la tensión de transición de fase se superponen, es decir, la tensión total supera el límite elástico del material, se producirá una deformación plástica; si la tensión supera la resistencia a la tracción del acero caliente, se formará una grieta por enfriamiento. Durante el enfriamiento intensivo, la tensión residual causada por la plasticidad del cambio de fase y la tensión residual aumentan debido al cambio de volumen específico de la transformación austenita-martensita. En el enfriamiento intenso, la superficie de la pieza de trabajo se enfrió inmediatamente a la temperatura del ba?o, la temperatura del corazón casi sin cambios. El enfriamiento rápido provoca una gran tensión de tracción que contrae la capa superficial y se equilibra con la tensión del corazón. El aumento del gradiente de temperatura aumenta la tensión de tracción causada por la transformación martensítica inicial, mientras que el aumento de la temperatura de inicio de la transformación de martensita Ms hará que la capa superficial se expanda debido a la plasticidad de transición de fase, la tensión de tracción superficial se reducirá y transformará significativamente. en tensión de compresión, la tensión de compresión superficial es proporcional a la cantidad de martensita superficial producida. Este esfuerzo de compresión superficial determina si el corazón experimenta una transformación martensítica bajo condiciones de compresión o, al enfriarse más, invierte el esfuerzo de tracción superficial. Si la transformación martensítica de la expansión del volumen del corazón es lo suficientemente grande, y la martensita de la superficie es muy dura y quebradiza, hará que la capa superficial se rompa debido a la inversión de la tensión. Con este fin, la superficie de acero debe presentar tensión de compresión y la transformación martensítica del corazón debe ocurrir lo más tarde posible. Prueba de enfriamiento fuerte y rendimiento de enfriamiento del acero: el método de enfriamiento fuerte tiene la ventaja de formar tensión de compresión en la superficie, lo que reduce el riesgo de agrietamiento. y mejorar la dureza y la fuerza. Formación superficial de martensita 100%, el acero recibirá la capa endurecida más grande, puede reemplazar el acero al carbono de acero más costoso, un enfriamiento fuerte también puede promover propiedades mecánicas uniformes del acero y producir la distorsión más peque?a de la pieza de trabajo. Piezas después del enfriamiento rápido, la vida útil bajo carga alterna puede aumentar en un orden de magnitud. [1]Figura 2 Probabilidad de formación de grietas de enfriamiento fuerte y relación de velocidad de enfriamiento3 Método de enfriamiento de mezcla de agua y aireAl ajustar la presión del agua y el aire y la distancia entre la boquilla atomizadora y la superficie de la pieza de trabajo, la capacidad de enfriamiento de la mezcla de agua y aire puede variar y el enfriamiento puede ser uniforme. La práctica de producción muestra que el uso de la ley sobre la forma de acero al carbono complejo o piezas de acero aleado endurecimiento por inducción endurecimiento de la superficie, lo que puede prevenir eficazmente la generación de grietas de enfriamiento. , puede obtener un mejor efecto de endurecimiento, para apagar o normalizar el acero. En la actualidad, esta tecnología se ha aplicado con éxito al temple de hierro dúctil. Tomando la aleación de aluminio como ejemplo: de acuerdo con las especificaciones actuales de tratamiento térmico para piezas forjadas y forjadas de aleación de aluminio, la temperatura del agua de enfriamiento generalmente se controla por debajo de 60 ° C, la temperatura del agua de enfriamiento es baja, la velocidad de enfriamiento es alta y un gran residual estrés después de que se produce el enfriamiento. En el mecanizado final, la tensión interna está desequilibrada debido a la inconsistencia de la forma y el tama?o de la superficie, lo que provoca la liberación de la tensión residual, lo que provoca que las partes deformadas, dobladas, ovaladas y otras deformadas de la pieza mecanizada se conviertan en desechos finales irreversibles. con grave pérdida. Por ejemplo: hélice, palas del compresor y otras deformaciones de forja de aleación de aluminio después del mecanizado obvio, lo que resulta en la tolerancia del tama?o de las piezas. La temperatura del agua de enfriamiento aumentó de la temperatura ambiente (30-40 ℃) a la temperatura del agua hirviendo (90-100 ℃), la tensión residual promedio de forja disminuyó en aproximadamente 50%. [2]Figura 4 diagrama de enfriamiento con agua hirviendo 5 método de enfriamiento con aceite caliente El uso de aceite de enfriamiento caliente, de modo que la pieza de trabajo antes de enfriarse más a una temperatura igual o cercana a la temperatura del punto Ms para minimizar la diferencia de temperatura, puede prevenir el enfriamiento de manera efectiva la distorsión y el agrietamiento de la pieza de trabajo. El tama?o peque?o de la herramienta de aleación de acero muere en frío 160 ~ 200 ℃ en enfriamiento con aceite caliente, puede reducir efectivamente la distorsión y evitar el agrietamiento. Figura 5 Diagrama de enfriamiento con aceite caliente 6 Método de tratamiento criogénico la austenita retenida continúa transformándose en martensita, cuyo propósito es mejorar la dureza y la resistencia a la abrasión del acero, mejorar la estabilidad estructural y la estabilidad dimensional de la pieza de trabajo y mejorar efectivamente la vida útil de la herramienta. El tratamiento criogénico es nitrógeno líquido como un medio de enfriamiento para los métodos de procesamiento de materiales. La tecnología de tratamiento criogénico se aplicó por primera vez a las herramientas de desgaste, materiales de herramientas de molde y luego se extendió a acero aleado, carburo, etc. El uso de este método puede cambiar la estructura interna de los materiales metálicos, mejorando así las propiedades mecánicas y las propiedades de procesamiento, que es actualmente Uno de los últimos procesos de temple. El tratamiento criogénico (tratamiento criogénico), también conocido como tratamiento de temperatura ultrabaja, generalmente se refiere al material por debajo de -130 ℃ para su procesamiento para mejorar el rendimiento general del material. Ya hace 100 a?os, la gente comenzó a aplicar un tratamiento en frío a las piezas de los relojes, y descubrió que mejoraba la resistencia, la resistencia al desgaste, la estabilidad dimensional y la vida útil. El tratamiento criogénico es una nueva tecnología desarrollada sobre la base del tratamiento en frío ordinario en la década de 1960. En comparación con el tratamiento en frío convencional, el tratamiento criogénico puede mejorar aún más las propiedades mecánicas y la estabilidad del material, y tiene una perspectiva de aplicación más amplia. Mecanismo de tratamiento criogénico: después del tratamiento criogénico, la austenita residual en la estructura interna del material metálico (principalmente molde material) se transforma en martensita, y el carburo precipitado también se precipita en la martensita, de modo que la martensita puede eliminarse en la tensión residual, pero también mejora la matriz de martensita, por lo que su dureza y resistencia al desgaste también aumentarán. La razón del aumento de dureza se debe a la transformación de parte de la austenita retenida en martensita. El aumento de la tenacidad se debe a la dispersión y la peque?a precipitación de η-Fe3C. Al mismo tiempo, el contenido de carbono de la martensita disminuye y la distorsión de la red disminuye, mejora la plasticidad. El equipo de tratamiento criogénico consiste principalmente en un tanque de nitrógeno líquido, un sistema de transmisión de nitrógeno líquido, una caja de frío profundo y un sistema de control. En la aplicación, el tratamiento criogénico se repite varias veces. Procesos típicos tales como: 1120 ℃ enfriamiento en aceite + -196 ℃ × 1h (2-4) tratamiento criogénico profundo +200 ℃ × 2h templado. Después del tratamiento de la organización ha habido la transformación de la austenita, pero también precipitado de la dispersión de martensita apagada de relación altamente coherente con la matriz de carburos ultrafinos, después del revenido a baja temperatura posterior a 200 ℃, el crecimiento de carburos ultrafinos Dispersión de carburos ε , el número y la dispersión aumentaron significativamente. El tratamiento criogénico se repite varias veces. Por un lado, los carburos superfinos se precipitan de la martensita transformada a partir de la austenita retenida en el momento del enfriamiento criogénico previo. Por otro lado, los carburos finos continúan siendo precipitados en la martensita templada. El proceso repetido puede aumentar la resistencia a la compresión de la matriz, el límite elástico y la dureza al impacto, mejorar la dureza del acero, mientras que la resistencia al desgaste por impacto mejoró significativamente. procesamiento debido al estrés térmico causado por una deformación excesiva, el tratamiento criogénico debe controlarse la velocidad de enfriamiento. Además, para garantizar la uniformidad del campo de temperatura dentro del equipo y reducir la fluctuación de temperatura, el dise?o del sistema de tratamiento criogénico debe tener en cuenta la precisión del control de temperatura del sistema y la racionalidad de la disposición del campo de flujo. En el dise?o del sistema también se debe prestar atención para cumplir con el menor consumo de energía, alta eficiencia, fácil operación y otros requisitos. Estas son las tendencias de desarrollo actuales del sistema de tratamiento criogénico. Además, también se espera que algunos sistemas de refrigeración en desarrollo cuya temperatura de refrigeración se extienda desde la temperatura ambiente hasta la temperatura baja se conviertan en sistemas de tratamiento criogénico sin líquido con la disminución de su temperatura mínima y la mejora de la eficiencia de refrigeración. [3]Referencias:[1]樊東黎.強(qiáng)烈淬火——一種新的強(qiáng)化鋼的熱處理方法[J].熱處理, 2005, 20(4): 1-3[2]宋微, 郝冬梅, 王成江. [J].鋁加工, 2002, 25(2): 1-3[3]夏雨亮, 金滔, 湯珂. [J].低溫與特氣, 2007, 25(1): 1-3
Fuente: Meeyou Carbide