Introdução abrangente à têmpera

A têmpera é um processo de tratamento térmico de metal no qual a peça de metal é aquecida a uma certa temperatura e mantida por um período de tempo, e depois imersa no meio de têmpera para resfriamento rápido. A têmpera pode melhorar a dureza e a resistência ao desgaste da peça metálica, por isso é amplamente utilizada em todos os tipos de ferramentas, matrizes, ferramentas de medição e peças que exigem resistência ao desgaste da superfície.

O que é extinção?

A têmpera é um processo de tratamento térmico que aquece o aço acima da temperatura crítica, o mantém por um determinado período de tempo e depois o resfria a uma taxa maior que a taxa de resfriamento crítica, de modo a obter uma estrutura desequilibrada dominada por martensita (ou bainita ou austenita monofásica, conforme necessário). A têmpera é o processo mais utilizado no tratamento térmico do aço.

Existem quatro processos básicos para o tratamento térmico do aço:recozimento, normalização, têmpera e revenimento.

Propósito da extinção

É fazer com que a austenita sub-resfriada sofra transformação de martensita ou bainita para obter estrutura de martensita ou bainita e, em seguida, cooperar com o revenimento em diferentes temperaturas para melhorar muito a rigidez, dureza, resistência ao desgaste, resistência à fadiga e tenacidade do aço, de modo a atender aos requisitos diferentes requisitos de uso de várias peças e ferramentas mecânicas. Também pode atender às propriedades físicas e químicas especiais, como ferromagnetismo e resistência à corrosão de alguns aços especiais por têmpera.

O processo de tratamento térmico do metal consiste em aquecer a peça de metal a uma certa temperatura e mantê-la por um período de tempo, e depois mergulhá-la no meio de têmpera para resfriamento rápido. Os meios de têmpera comuns incluem salmoura, água, óleo mineral, ar, etc. A têmpera pode melhorar a dureza e a resistência ao desgaste de peças de metal, por isso é amplamente utilizado em várias ferramentas, matrizes, ferramentas de medição e peças que exigem resistência ao desgaste da superfície (como engrenagens , rolos, peças cementadas, etc.). Através da têmpera e revenimento em diferentes temperaturas, a resistência, a redução da tenacidade e a resistência à fadiga dos metais podem ser muito melhoradas, e a coordenação entre essas propriedades (propriedades mecânicas abrangentes) pode ser obtida para atender a diferentes requisitos de uso.

Além disso, a têmpera também pode fazer com que algumas propriedades especiais do aço obtenham certas propriedades físicas e químicas, como têmpera para aumentar o ferromagnetismo do aço de ímã permanente, aço inoxidável para melhorar sua resistência à corrosão e assim por diante. O processo de têmpera é usado principalmente para peças de aço. Quando o aço comumente usado é aquecido acima da temperatura crítica, a estrutura original à temperatura ambiente será completamente ou principalmente transformada em austenita. Em seguida, o aço é imerso em água ou óleo para resfriamento rápido, e a austenita é transformada em martensita. Comparada com outras estruturas em aço, a martensita possui a maior dureza. O resfriamento rápido durante a têmpera causará tensão interna na peça de trabalho e, quando for grande até certo ponto, a peça de trabalho ficará distorcida ou até rachada. Portanto, é necessário escolher um método de resfriamento adequado. De acordo com o método de resfriamento, o processo de têmpera é dividido em têmpera líquida simples, têmpera de meio duplo, têmpera em etapa de martensita e têmpera isotérmica de bainita.

Método de extinção

Extinção de meio único

A peça de trabalho é resfriada em um meio, como têmpera em água e têmpera em óleo. As vantagens são operação simples, fácil mecanização e ampla aplicação. A desvantagem é que a tensão de têmpera na água é grande e a peça de trabalho é fácil de deformar e rachar; Têmpera em óleo, a velocidade de resfriamento é pequena, o diâmetro de têmpera é pequeno e peças grandes não são fáceis de endurecer.

Quenching médio duplo

A peça de trabalho é resfriada a cerca de 300 ℃ em um meio com forte capacidade de resfriamento e, em seguida, resfriada em um meio com fraca capacidade de resfriamento, como têmpera em água antes da têmpera em óleo, o que pode efetivamente reduzir o estresse interno da transformação da martensita e a tendência da peça de trabalho deformação e rachaduras. Pode ser usado para têmpera de peças com formato complexo e seção transversal irregular. A desvantagem da têmpera líquida dupla é que é difícil dominar o tempo de conversão líquida dupla. É fácil endurecer se a conversão for muito cedo, e é fácil quebrar se a conversão for muito tarde. A fim de superar essa deficiência, o método de têmpera em etapas foi desenvolvido.

Etapa de extinção

A peça de trabalho é temperada em um banho de sal de baixa temperatura ou forno de banho alcalino. A temperatura do banho de sal ou banho alcalino está próxima do ponto MS. A peça permanece nesta temperatura por 2min ~ 5min, e então é retirada para resfriamento ao ar. Este método de resfriamento é chamado de têmpera graduada. O objetivo do resfriamento encenado é tornar a temperatura dentro e fora da peça de trabalho mais uniforme e realizar a transformação martensítica ao mesmo tempo, o que pode reduzir bastante o estresse de têmpera e evitar deformações e rachaduras. A temperatura de classificação foi previamente fixada em um ponto ligeiramente superior a Ms. após a temperatura interna e externa da peça ser uniforme, esta entrou na zona martensita. Melhorou-se a classificação a uma temperatura ligeiramente inferior à Ms. A prática mostra que o efeito da classificação abaixo do ponto MS é melhor. Por exemplo, moldes de aço de alto carbono são amplamente utilizados porque podem ser temperados em banho alcalino de 160 ℃ com pequena deformação.

Extinção isotérmica

A peça de trabalho é temperada em um banho de sal isotérmico, e a temperatura do banho de sal está na parte inferior da zona de bainita (ligeiramente maior que MS). A peça permanece isotérmica por um longo tempo até que a transformação da bainita seja concluída e, em seguida, é retirada para resfriamento ao ar. A têmpera isotérmica é utilizada para aços acima do médio carbono a fim de obter bainita inferior para melhorar a resistência, dureza, tenacidade e resistência ao desgaste. O aço de baixo carbono geralmente não adota têmpera isotérmica.