Dominando a Têmpera: O Guia Definitivo para Endurecimento de Metais

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 então imersa no meio de têmpera para resfriamento rápido. A têmpera pode melhorar a dureza e resistência ao desgaste da peça de metal, por isso é amplamente usada em todos os tipos de ferramentas, matrizes, ferramentas de medição e peças que requerem resistência ao desgaste superficial.

O Que É Têmpera?

A têmpera é um processo de tratamento térmico que aquece o aço acima da temperatura crítica, mantém por um certo período de tempo, e então 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 amplamente usado no tratamento térmico de aço.

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

Objetivo Da Têmpera

É fazer a austenita sub-resfriada sofrer transformação de martensita ou bainita para obter estrutura de martensita ou bainita, e então cooperar com 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 diferentes requisitos de uso de várias peças mecânicas e ferramentas. 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 de metal é aquecer a peça de metal a uma certa temperatura e mantê-la por um período de tempo, e então imergi-la no meio de têmpera para resfriamento rápido. Meios de têmpera comuns incluem salmoura, água, óleo mineral, ar, etc. A têmpera pode melhorar a dureza e resistência ao desgaste de peças de metal, por isso é amplamente usada em várias ferramentas, matrizes, ferramentas de medição e peças que requerem resistência ao desgaste superficial (como engrenagens, rolos, peças cementadas, etc.). Através de têmpera e revenimento em diferentes temperaturas, a resistência, redução de tenacidade e resistência à fadiga de metais podem ser grandemente melhoradas, e a coordenação entre estas propriedades (propriedades mecânicas abrangentes) pode ser obtida para atender a diferentes requisitos de uso.

Além disso, a têmpera também pode fazer algumas propriedades especiais do aço obter 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. Então o aço é imerso em água ou óleo para resfriamento rápido, e a austenita é transformada em martensita. Comparado com outras estruturas no aço, a martensita tem a maior dureza. O resfriamento rápido durante a têmpera causará tensão interna na peça, e quando for grande a certa extensão, a peça será 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 de meio único, têmpera de meio duplo, têmpera em degraus de martensita e têmpera isotérmica de bainita.

Método De Têmpera

Têmpera De Meio Único

A peça 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 em água é grande, e a peça 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.

Têmpera De Meio Duplo

A peça é resfriada a cerca de 300 °C em um meio com forte capacidade de resfriamento, e então resfriada em um meio com capacidade de resfriamento fraca, como têmpera em água antes de têmpera em óleo, que pode efetivamente reduzir a tensão interna de transformação de martensita e a tendência de deformação e rachadura da peça. Pode ser usado para têmpera de peças com forma complexa e seção transversal desigual. A desvantagem da têmpera de dois líquidos é que é difícil dominar o tempo de conversão de dois líquidos. É fácil endurecer se a conversão for muito cedo, e fácil de rachar se a conversão for muito tarde. Para superar esta deficiência, o método de têmpera em degraus foi desenvolvido.

Têmpera Em Degraus

A peça é temperada em 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 2 min ~ 5 min, e então é retirada para resfriamento ao ar. Este método de resfriamento é chamado de têmpera graduada. O objetivo do resfriamento em etapas é tornar a temperatura interna e externa da peça mais uniforme, e realizar transformação martensítica ao mesmo tempo, o que pode reduzir muito a tensão de têmpera e prevenir deformação e rachadura. A temperatura de classificação foi previamente definida em um ponto ligeiramente superior a Ms. após a temperatura interna e externa da peça ser uniforme, entrou na zona de martensita. É melhorado para classificar em uma temperatura ligeiramente inferior a Ms. A prática mostra que o efeito de classificação abaixo do ponto MS é melhor. Por exemplo, moldes de aço de alto carbono são amplamente usados porque podem ser temperados em banho alcalino a 160 °C com pequena deformação.

Têmpera Isotérmica

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