Aço Tratamento Térmico fabricação de moldes Tecnologia, tratamento de molde.

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Figura 3: diagrama de equilíbrio de carbono Ferro.

Continuando com a série de artigos tutorial sobre o assunto do tratamento térmico, o próximo passo é olhar para o processo de tratamento térmico de base, seus princípios e por que é necessário tratamento térmico do aço. Os artigos anteriores revi "O que é Aço" e a "Influência da Elementos de Liga em aço."

Este artigo e os próximos três artigos incidirá sobre os princípios básicos de tratamento térmico, tais como:

  • As definições de processos.
  • Seus significados e seleção.
  • Têmpera.
  • tratamentos de superfície, incluindo nitretação até depoimentos de película fina.
  • Controle de qualidade.
  • Solução de problemas.

O que é o tratamento térmico aplicado à aço?

Temperatura pode ser frio ou quente ao toque, portanto, as temperaturas de tratamento processo pode variar de muito frio a muito quente. Ou, em termos de temperatura, a gama pode ser a partir de um negativo de temperatura fria a uma temperatura mais quente.

O tratamento térmico é o processo de aquecer até à temperatura, embebendo a essa temperatura e, em seguida, arrefecimento a partir da temperatura.

Por que nós tratamento térmico de aço?

O aço pode ser categorizado em uma variedade de modos (Veja a Figura 1 ). O elemento de liga princípio é carbono, o que influencia a dureza do aço e as suas propriedades mecânicas.

É necessário aplicar calor ao aço para permitir que as suas propriedades mecânicas e de condição de ser alterado para permitir que o aço para funcionar, quer durante o fabrico ou o seu ciclo de vida operacional.

Princípios de Tratamento Térmico

Se considerarmos o metal primário de aço, que é o ferro, há uma série de características que podemos observar imediatamente sobre o metal:

  • Ela é estável à temperatura ambiente.
  • É magnético.
  • Ele pode ter um acabamento brilhante. Em outras palavras, pula a um brilho luminoso.
  • Tem uma densidade elevada (isto é pesado).
  • É dúctil (pode dobrar ou ser moldada facilmente).

Considere uma linha reta vertical como sendo uma linha de ferro e temperatura combinada. Se olharmos para a linha de a configuração vertical, à temperatura ambiente, o ferro é estável.

Para entender o que acontece com o ferro quando é aplicado calor, primeiro você deve saber sobre ferrite, uma condição em ferro que tem um número de propriedades inerentes à temperatura ambiente, como um tamanho de grão grande, uma dureza baixa, boa ductilidade e é facilmente maquinável.

A condição de ferrite existe numa forma cristalina particular e existirá a baixas temperaturas. O ferro é, portanto, composta de milhões de minúsculos cristais muito parecido com açúcar ou sal. Esses cristais são ligadas entre si no que se chama uma estrutura de treliça.

A condição de ferrite de ferro pode ser comparada à água, ou H2 O para ser mais preciso. H2 O existe em três formas: gelo, líquido e de vapor. Cada uma das três fases ou condições ainda é H2 S, mas cada um deles existir em uma forma de cristal diferente. Da mesma forma, de ferrite é uma das condições de ferro.

Como o calor é aplicado a ferro, uma série de coisas começam a acontecer com a peça brilhante do aço que está sendo aquecido. O oxigénio no ar irá começar a reagir com a superfície brilhante do ferro para formar óxido de ferro. À medida que a temperatura é aumentada, a reacção entre o ferro e o oxigénio torna-se mais agressivo, e um produto visível começa a formar sobre a superfície do ferro, o que é conhecido como escala.

Uma vez que o aço atinja uma temperatura aproximada de 1,350xF, uma alteração na estrutura ocorre, bem como a de fase. As alterações de fase de austenite para ferrite. Além disso, a estrutura cristalina muda de cúbico de corpo centrado face centrada cúbico.

O que faz a estrutura de cristal Look Like?

Como o ferro é aquecida até acima da temperatura de transformação inferior de 1,350xF a estrutura cristalina transforma-se numa estrutura cúbica de face centrada. Portanto, pode-se dizer que, a fim de tornar a fase de austenite, que precisa de aplicar calor suficiente para criar a fase.

Além disso, há um crescimento que irão ocorrer devido à mudança estrutural atómica. Portanto, o tamanho do molde irá mudar à medida que é aquecido. Isto é chamado de crescimento e não deve ser confundida com a distorção.

O que acontece então com aço?

O aço é simplesmente uma liga de ferro e de carbono. Se olharmos para a Figura 2, pode ver-se que o diagrama de se dirige apenas ferro. Agora estamos considerando aço, portanto, uma linha horizontal de carbono é agora elaborado e apresentado na Figura 3 .

A linha a 0,77 por cento de carbono é conhecida como a linha de eutetóide. Para a esquerda da linha, os aços são conhecidos como aços eutetóides hipo (condição de ferrite) e para a direita da linha, os aços são conhecidos como aços eutetóides hiper (condição cementite). A fim de estabelecer o que a temperatura mudança superior seria assegurar uma fase de formulário de alteração de ferrite completa para austenite, seria necessário conhecer o teor de carbono do aço. Em outras palavras, se considerarmos um aço de 0,40 por cento de carbono, que seria procurar um 0,40 por cento na linha de carbono horizontal e estender a linha vertical. No ponto em que a linha de intersecção da linha de mudança superior, o ponto de interseção iria estender uma linha horizontal para intersectar a linha vertical de temperatura. Esta seria a temperatura à qual a ferrite mudou totalmente para austenite. Uma vez que a temperatura de austenitização foi estabelecida, em seguida, aproximadamente 50xF é adicionado a essa temperatura para assegurar que o aço está na região de austenite para a transformação completa. Se o aço é deixada a uma temperatura que está na área de transformação da austenita + ferrita, em seguida, uma fase mista irá existir e não vai transformar totalmente. Ambas as fases têm diferentes volumes.

Uma vez que o aço está na região de austenite, é necessário arrefecer-lo para baixo para criar a fase especial que é necessária para o aço para funcionar, quer para a maquinagem ou de desempenho. A taxa à qual o aço é arrefecido vai determinar a fase ou microestrutura. O fresco para baixo pode ser lenta ou rápida, dependendo do que está a ser realizado.

Ao controlar a temperatura e embeber a taxa de arrefecimento do aço, pode-se determinar que o processo seja realizado. Esses processos incluem recozimento, normalização, aliviar o stress, endurecimento e têmpera.

O que é Annealing?

O recozimento é o processo de aquecimento do aço a uma temperatura particular na região de austenite e arrefecimento do aço muito lentamente. Há muitos derivados do processo de recozimento, mas em geral o processo é um processo de arrefecimento lento.

Como se pode imaginar, o período de arrefecimento pode ser uma quantidade de tempo considerável. Deve notar-se que os aços de níquel e de liga os aços ferramenta Uma série deve ser arrefecida muito lentamente, como níquel irá causar um efeito de endurecimento por ar.

Outros Tipos de Annealing:

  • Anneal brilhante. Este método é um método de recozimento, que utiliza uma atmosfera de protecção para evitar a superfície do aço contra a oxidação.
  • processo de recozimento. Este procedimento é realizado a uma temperatura perto da linha inferior crítico no diagrama de carbono de ferro. Às vezes confundida com sub-crítica de recozimento, é usado quando considerável trabalho a frio é seguir.
  • A recristalização Anneal. Mais uma vez, este é um processo muitas vezes confundido com o recozimento subcrítico. É utilizada depois de trabalho a frio para produzir uma estrutura de grão específica.
  • Anneal Sub-Critical. Este método é usado em aço trabalhado a frio e é levada a cabo abaixo da linha inferior crítico no diagrama de ferro de equilíbrio de carbono. Às vezes, é aplicado a aços ferramenta que foram mais temperado e necessitam de recozimento antes do endurecimento e têmpera.
  • esferoidização Anneal. Este processo é um processo de aquecimento e de arrefecimento controlado para produzir esferóides ou partículas de cementita globular. É normalmente aplicada em aços de alto carbono para boas características de usinagem, tais como aços de alta liga e aços ferramenta.
  • Annealing isotérmica. A temperatura do processo deste procedimento é determinada pelo conhecimento do teor de carbono do aço. O aço é em seguida levado a essa temperatura e arrefeceu-se para baixo a uma temperatura de manutenção que permite que o aço para transformar isotermicamente.
  • Anneal completa. Este é um processo que envolve a elevar a temperatura do aço até à região sustenite seguido de um arrefecimento lento.

O que é normalização?

A normalização é um processo que faz com que o tamanho de grão normal. Este processo é normalmente realizado após o forjamento, extrusão, desenho ou operações de dobragem pesados.

Quando o aço é aquecida para temperaturas elevadas para terminar as operações acima, o grão do aço irá crescer. Em outras palavras, o aço sofre um fenómeno chamado "crescimento de grãos."

Há alterações de propriedades mecânicas que ocorrem como um resultado de normalização – na medida em que o aço normalizado é macio, mas não tão suave como um aço completamente recozido. A sua estrutura de grãos não é tão grosseira como um aço recozido, simplesmente porque a velocidade de arrefecimento é mais rápida do que a de recozimento. Normalmente, o aço é resfriado em ar calmo e livre de correntes de ar. A temperatura do processo é praticamente o mesmo que para o recozimento, mas os resultados são diferentes devido à velocidade de arrefecimento.

O processo destina-se a:

  • Dê melhores características de usinagem.
  • Certifique-se de uma estrutura homogénea.
  • Reduzir as tensões residuais de laminação e forjamento.
  • Reduzir o risco de "bandagem."
  • Ajuda a dar uma resposta mais uniforme ao aço ao endurecimento.

O que é aliviar o stress?

É uma operação de temperatura relativamente baixa que é feita na região de ferrite, o que significa que não há mudança de fase no aço, só a redução de tensões residuais. A região da temperatura é geralmente entre 800xF para 1,300xF. No entanto, o maior que uma vai da temperatura, maior é o risco de oxidação da superfície não existe. É geralmente preferível manter as temperaturas mais baixas, particularmente se o aço é um "pré-hard" aço. A dureza irá ser reduzido se a temperatura de stress aliviar excede a temperatura de têmpera do aço.

Há uma regra geral para o tempo à temperatura. Deve dizer-se que o tempo é tomado quando a parte é a temperatura, e não quando o forno está na temperatura. O tempo à temperatura para os processos de recozimento completo (não esferoidização recozimento), normalizar o stress e aliviar é de 60 minutos à temperatura por parte de uma polegada da área de secção transversal máxima.

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