El templado es un proceso de tratamiento térmico en el que una pieza de trabajo apagada se vuelve a calentar a una temperatura adecuadapor debajo de la temperatura crítica Ac1, se mantiene a esta temperatura durante un cierto período, y luego se enfría a una velocidad específica para aumentar la dureza del material.Es un proceso crítico que determina la microestructura y las propiedades del acero en su estado de servicio.
Aunque el acero apagado (por ejemplo, acero con estructura martensítica) presenta una dureza y resistencia al desgaste extremadamente elevadas, presenta dos problemas clave:una gran cantidad de tensión interna de extinción residual permanece dentro, que hace que la pieza de acero se agriete o deforme fácilmente; en segundo lugar, tiene una dureza extremadamente pobre y una alta fragilidad, por lo que no puede soportar impactos o cargas complejas.Ajustando la temperatura de calentamiento y el tiempo de esperaEl objetivo de este programa es abordar específicamente estos problemas, con los siguientes objetivos específicos:
- Elimina el estrés interno: El calentamiento proporciona a los átomos de acero un cierto grado de movilidad, aliviando la tensión interna generada por la rápida transformación microstrutural durante el calentamiento (por ejemplo,el enfriamiento rápido de la austenita a la martensita) y la reducción del riesgo de agrietamiento durante el procesamiento o servicio posteriores de la pieza de acero.
- Ajuste de las propiedades mecánicasPara aplicaciones que requieren una dureza elevada (por ejemplo, herramientas de corte, matrices),se puede seleccionar el endurecimiento a baja temperatura para conservar la mayor parte de la dureza apagadaPara aplicaciones que requieren una alta dureza (por ejemplo, ejes, engranajes), se puede utilizar el templado a alta temperatura para mejorar significativamente la dureza al tiempo que se reduce cierta dureza.
- Estabilizar la microestructura y las dimensiones: Transformar la microestructura inestable apagada (por ejemplo, martensita, austenita retenida) en una más estable (por ejemplo, martensita templada, sorbita),evitar las fluctuaciones dimensionales causadas por cambios microstruturales continuos durante el servicio a largo plazo y garantizar la precisión.
- Mejorar la maquinabilidad: Reducir la dureza del acero templado para facilitar el procesamiento mecánico posterior, como el corte y la molienda (por ejemplo, el acero herramienta se vuelve más fácil de moler después del templado).
- Partes de acerono puede utilizarse inmediatamente después de extinguirsey debe ser templado rápidamente.
- Ajustar la dureza, la resistencia, la plasticidad y la dureza de la pieza de trabajo para cumplir con los requisitos de rendimiento de servicio.y el templado puede ajustar su dureza y dureza.
- Eliminar o reducir la tensión interna residual generada durante el calentamiento para evitar la deformación o el agrietamiento.
- Estabilizar la microestructura y las dimensiones para garantizar la precisión.Ambos son metastables y tienden a transformarse en estructuras estables (iEsta transformación puede provocar cambios en el tamaño y la forma de la pieza.El templado convierte la martensita apagada y la austenita retenida en microestructuras más estables, asegurando que no se produzcan cambios de tamaño o forma durante el servicio.
El proceso de templado implica cuatro tipos de reacciones: descomposición de la martensita; precipitación, transformación, agregación y crecimiento de los carburos; recuperación y recristalización de la ferrita;y descomposición de la austenita retenida.
Cuando el acero apagado se calienta por debajo de 200 °C, comienzan a precipitarse e-carburos finos (FexC) de la martensita, lo que reduce la sobresaturación de la martensita y elimina parcialmente la tensión interna.La microestructura compuesta de estos carburos ε ultrafinos y una solución α sólida de baja saturación se llamaMartensita templada (Mtemp).
Después de que la martensita apagada se transforme en martensita templada, su volumen se contrae, reduciendo la presión sobre la austenita retenida.La austenita retenida se descompone para formar una estructura baíntica..
Esta transformación es relativamente evidente en los aceros de carbono medio y alto.la cantidad de austenita retenida es tan pequeña que esta transformación es esencialmente insignificantePor lo tanto, la microstructura templada sigue siendo martensita templada a 200°C.
Cuando la temperatura excede los 250 °C, la descomposición de la martensita se completa y su tetragonalidad desaparece.y la mayor parte de la tensión interna de apagado se eliminaLa temperatura entre 300°C y 500°C produce una microestructura mixta compuesta por una matriz de ferrita y una gran cantidad de cementita granular finamente dispersa, conocida comoTroostida templada (Ttemp).
Cuando la temperatura de templado alcanza más de 400 ° C, la ferrita lamelar se somete a poligonización, mientras que el Fe3C granular fino se esferoidiza y se agrega para crecer.Se elimina por completo el estrés internoLa temperatura entre 500°C y 650°C da lugar a una microestructura compuesta por una matriz poligonal de ferrita con una granulación relativamente grande de cementita distribuida por todas partes, llamadaSórbita templada (Stemp).
El templado se clasifica en templado a baja temperatura, templado a temperatura media y templado a alta temperatura en función del rango de temperatura.
- Temperatura de templado: 150°C a 250°C
- Microstructura: Martensita templada (Mtemp) una mezcla de carburos ε ultrafinos y una solución sólida α de baja saturación.mientras que la austenita retenida aparece blanca.
- Objetivo: Mantener una alta dureza (normalmente 58 ∼ 64 HRC) y resistencia al desgaste de la pieza de trabajo apagada, reduciendo al mismo tiempo la tensión de apagado residual y la fragilidad.
- Aplicaciones: Se utiliza principalmente para el tratamiento térmico de herramientas de acero de alto contenido de carbono, herramientas de corte, herramientas de medición, matrices, rodamientos de rodadura, piezas carburizadas y piezas apagadas en superficie.
- Temperatura de templado: 350°C a 500°C
- Microstructura: Troostito templado (Ttemp) una microestructura de cementita granular fina distribuida en una matriz de ferrita que conserva la morfología martensítica.
- Objetivo: Alcanza un alto límite elástico, resistencia al rendimiento y un cierto grado de dureza; se elimina la mayoría de las tensiones internas, con una dureza de 35-45 HRC.
- Aplicaciones: Se utiliza principalmente para el tratamiento térmico de resortes, resortes mecánicos, matrices de forja y herramientas de impacto.
- Temperatura de templado: 500°C a 650°C
- Microstructura: Sorbita templada (Stemp) una microestructura de Fe3C granular distribuida en una matriz poligonal de ferrita.
- Objetivo: Obtener excelentes propiedades mecánicas integrales (resistencia equilibrada, plasticidad y dureza); se elimina por completo la tensión interna, con una dureza de 25-35 HRC.Dado que la sorbita templada tiene buenas propiedades mecánicas generales, la combinación de "extinción + templado a alta temperatura" se conoce comúnmente comoextinción y templado (QT), o simplemente "temperar" en un sentido amplio.
- Aplicaciones: El calentamiento y el templado se utilizan principalmente como tratamiento térmico final de varias partes estructurales importantes (por ejemplo, barras de conexión, ejes,y engranajes sujetos a cargas alternas y requisitos de alta resistencia a la fatiga)También se utiliza a menudo como tratamiento de precalentamiento para piezas extinguidas en superficie, piezas nitridadas, herramientas de corte de precisión, herramientas de medición y matrices.
Hay que señalar que los intervalos de temperatura anteriores para los procesos de templado se aplican a los aceros de carbono y a los aceros de baja aleación, y son:No es aplicablea aceros de aleación media y alta con un alto contenido de elementos de aleación.
La dureza de impacto del acero templado cambia con la temperatura de templado.Sin embargo, dos valores mínimos aparecen en los rangos de temperatura de 250° 400° C y 450° 650° C. Este fenómeno se llamaFragmentación del temperamentoy se divide en frágil a baja temperatura y frágil a alta temperatura.
Esto se refiere a la fragilidad que muestra el acero quenchado cuando se templa a 250°C. Dado que la fragilidad una vez formada no puede eliminarse por recalentamiento, también se llamaFragmentación irreversible del temperamentoLa causa principal es que durante el templado en este rango de temperaturas, la martensita se descompone y la cementita se precipita en los límites de grano.Reducción de la fuerza de fractura del límite de grano y destrucción de la continuidad de la matrizCasi todos los aceros exhiben este tipo de fragilidad y actualmente no existe un método eficaz para eliminarla por completo.El acero apagado generalmente no se endurece en el rango de 250°C a 350°C..
Esto se refiere a la fragilidad exhibida por el acero quenchado cuando se enfría lentamente después de un templado en el rango de 450 ∼ 650 °C.La dureza puede recuperarse si el acero se vuelve a calentar a más de 600 °C y se enfría rápidamente, por lo que también se llamaFragmentación del temperamento reversible.
Este tipo de fragilidad se produce principalmente en aceros estructurales que contienen elementos de aleación como Cr, Ni, Si y Mn.Una característica clave es que el enfriamiento rápido (enfriamiento con aceite) después del templado no causa fragilidadCuando estos aceros deben ser templados a altas temperaturas, por lo general se calientan a más de 600 °C y se enfrían rápidamente.el enfriamiento rápido a partir de esta temperatura no causa endurecimiento, ya que no se produce austenitización.
En general, para obtener buenas propiedades mecánicas integrales, los aceros estructurales de aleación a menudo se templan en tres rangos de temperatura diferentes: aceros de ultraalta resistencia a aproximadamente 200 ~ 300 °C;aceros de resorte alrededor de 460 °C; y aceros apagados y templados a 550 ∼ 650 °C. Aceros de carbono y aleaciones para herramientas, que requieren una dureza y resistencia elevadas,con un contenido de sodio en el contenido de sodio en el contenido de sodio en el contenido de sodioLos aceros estructurales de aleación, los aceros de matriz y los aceros de alta velocidad se templan en el rango de 500 a 650 °C.
- Temperar no tiene sentido paraacero apagado sin tratarPor lo tanto, se utiliza como proceso de tratamiento térmico final junto con el calentamiento.
- Para evitar la deformación o el agrietamiento de las piezas apagadas durante el almacenamiento, las piezas de acerodebe ser templado inmediatamente después de extinguirse.
- El templado insuficiente puede compensarse mediante un proceso de templado adicional adecuado; sin embargo, si se produce un sobrecalentamiento, todos los esfuerzos anteriores se desperdiciarán y la pieza deberá ser apagada nuevamente.
- La templanza esNo es un método de endurecimientoPor el contrario, consiste en volver a calentar el acero endurecido tratado térmicamente para aliviar el estrés, ablandar el material y mejorar la plasticidad.
- Los cambios microstruturales y las modificaciones de las propiedades causadas por el templado dependen de la temperatura a la que se vuelve a calentar el acero.Por lo tanto, la elección de la temperatura suele depender del grado en que se sacrifiquen la dureza y la resistencia para obtener plasticidad y dureza.
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