Tractament tèrmic per al marc principal de maquinària AHYW
Actualment, Anhui Yawei adopta un tractament tèrmic per a tots els marcs metàl·lics de xapa que poden eliminar l'estrès del material amb una mini deformació durant molt de temps utilitzant, principalment, els marcs principals de les plaques de pressió Sincro CNC,
El tractament tèrmic (o tractament tèrmic ) és un grup de processos industrials i de mecanitzat que s'utilitzen per alterar les propietats físiques i, de vegades , químiques d'un material. L'aplicació més comú és la metal·lúrgica . Els tractaments tèrmics també s'utilitzen en la fabricació de molts altres materials, com el vidre . El tractament tèrmic implica l'ús de calefacció o escalfament, normalment a temperatures extremes, per aconseguir un resultat desitjat, com l'enduriment o l'enduriment d'un material. Les tècniques de tractament tèrmic inclouen el recocido , l' enduriment del cas , l' enfortiment de la precipitació , el temperament , la normalització i la inactivitat . Cal destacar que, si bé el terme tractament tèrmic només s'aplica als processos en què la calefacció i el refredament es realitzen amb la finalitat específica d'alterar intencionalment les propietats, la calefacció i el refredament solen produir-se de forma incidental durant altres processos de fabricació com la formadora en calent o la soldadura.
Els materials metàl·lics consisteixen en una microestructura de cristalls petits anomenats "grans" o cristal·lites. La naturalesa dels grans (és a dir, la mida i la composició del gra) és un dels factors més efectius que poden determinar el comportament mecànic general del metall. El tractament tèrmic proporciona una manera eficaç de manipular les propietats del metall controlant la velocitat de difusió i la velocitat de refredament dins de la microestructura. El tractament tèrmic s'utilitza sovint per alterar les propietats mecàniques d'una aliatge metàl·lica, manipulant propietats com la duresa, la força, la duresa, la ductilitat i l'elasticitat.
Hi ha dos mecanismes que poden canviar les propietats de l'aliatge durant el tractament tèrmic: la formació de martensita fa que els cristalls es deformen intrínsecament i el mecanisme de difusió provoca canvis en l'homogeneïtat de l'aliatge.
L'estructura del cristall es compon d'àtoms que s'agrupen en un arranjament molt específic, anomenat gelosia. En la majoria d'elements, aquest ordre es reordenarà, depenent de condicions com la temperatura i la pressió. Aquesta reordenació, anomenada alotropia o polimorfisme, es pot produir diverses vegades, a moltes temperatures diferents per a un metall en particular. En els aliatges, aquesta reordenació pot provocar un element que normalment no es dissolverà perquè el metall base es torni soluble de sobte, mentre que una inversió de l'alotropia farà que els elements siguin parcial o totalment insolubles.
Quan en l'estat soluble, el procés de difusió fa que es dispersin els àtoms de l'element dissolt, intentant formar una distribució homogènia dins dels cristalls del metall base. Si l'aliatge es refreda a un estat insoluble, els àtoms dels constituents dissolts (soluts) poden migrar fora de la solució. Aquest tipus de difusió, anomenada precipitació, condueix a la nucleació, on els àtoms migratoris s'agrupen en els límits del gra. Forma una microestructura que generalment consisteix en dues o més fases diferents. L'estructura que s'ha refredat lentament, per exemple, forma una estructura laminada composta per capes alternes de ferrita i cimentita, que es converteixen en perlita tova. Després d'escalfar l'acer a la fase d'austenita i després enfondir-lo a l'aigua, la microestructura estarà en fase martensítica. Això es deu al fet que l'acer canviarà des de la fase d'austenita fins a la fase de martensita després del descongelament. Cal assenyalar que algunes perles o ferrita poden estar presents si el xafat no es refreda ràpidament tot l'acer.
A diferència dels aliatges de ferro, la majoria dels aliatges tractables per calor no experimenten una transformació de ferrita. En aquests aliatges, la nucleació en els límits de grans sovint reforça l'estructura de la matriu de cristall. Aquests metalls endureixen per precipitació. Normalment, un procés lent, depenent de la temperatura, sovint es coneix com a "enduriment de l'edat".
Molts metalls i no metàl·lics exhibeixen una transformació de martensita quan es refreda ràpidament (amb mitjans externs com l'oli, el polímer, l'aigua, etc.). Quan un metall es refreda molt ràpidament, els àtoms insolubles poden no ser capaços de migrar fora de la solució a temps. Això s'anomena "transformació sense difusió". Quan la matriu de cristall canvia al seu arranjament de baixa temperatura, els àtoms del solut es troben atrapats dins de la xarxa. Els àtoms atrapats eviten que la matriu de cristall canviï completament en el seu allotropes de baixa temperatura, creant tensions de cisallament dins de la xarxa. Quan alguns aliatges es refreden ràpidament, com l'acer, la transformació de martensita endureix el metall, mentre que en altres, com l'alumini, l'aliatge es torna més suau.
Efectes del temps i la temperatura
Diagrama de transformació de temperatura i temperatura (TTT) per a acer. Les corbes vermelles representen diferents velocitats de refrigeració (velocitat) quan es refreda a la temperatura crítica superior (A3). V1 produeix martensita. V2 té perlita barrejada amb martensita, V3 produeix bainita, juntament amb perlita i matensita.
El tractament adequat del calor requereix un control precís sobre la temperatura, el temps que es manté a certa temperatura i la velocitat de refrigeració. [12]
A excepció de l'alleujament de l'estrès, el temperament i l'envelliment, la majoria dels tractaments tèrmics comencen escalfant un aliatge més enllà de la temperatura de la transformació superior (A 3 ). Aquesta temperatura es coneix com una "detenció" ja que a la temperatura A 3 el metall experimenta un període d'histèresi. En aquest punt, tota l'energia tèrmica s'utilitza per provocar el canvi de cristall, de manera que la temperatura deixa de pujar durant un temps curt (detencions) i, a continuació, continua pujant una vegada que es completa el canvi. [13] Per tant, l'aliatge s'ha d'escalfar per damunt de la temperatura crítica perquè es produeixi una transformació. L'aliatge normalment es mantindrà a aquesta temperatura el temps suficient perquè la calor penetri completament en l'aliatge, de manera que l'introdueixi en una solució sòlida completa.
Atès que una mida de gra més petita sol millorar les propietats mecàniques, com ara la resistència, la força de cisallament i la resistència a la tracció, aquests metalls solen escalfar-se a una temperatura que es troba just a sobre de la temperatura crítica superior, per evitar que els grans de solució creixin massa grans . Per exemple, quan l'acer s'escalfa per sobre de la temperatura crítica superior, grans petits de forma austenita. Aquests creixen a mesura que augmenta la temperatura. Quan es refreda molt ràpidament, durant una transformació de martensita, la grandària del gra de austenita afecta directament la mida de gra martensítica. Els grans més grans tenen grans límits de grans, que serveixen de punts febles en l'estructura. Normalment, la grandària del gra es controla per reduir la probabilitat de trencament.
La transformació de la difusió depèn molt del temps. La refrigeració d'un metall normalment suprimirà la precipitació a una temperatura molt més baixa. L'austenita, per exemple, generalment només existeix per sobre de la temperatura crítica superior. No obstant això, si l'austenita es refreda prou ràpidament, la transformació es pot suprimir durant centenars de graus per sota de la temperatura crítica inferior. Tal austenita és altament inestable i, si es dóna el temps suficient, es precipitarà en diverses microestructures de ferrita i cimentita. La velocitat de refrigeració es pot utilitzar per controlar la velocitat del creixement del gra o fins i tot es pot utilitzar per produir parcialment les microstructures martensítiques. Tanmateix, la transformació de martensita és independent del temps. Si l'aliatge es refreda a la temperatura de la transformació de martensita (M) abans que altres microestructures puguin formar-se completament, la transformació sol presentar-se a poc més de la velocitat del so.
Quan l'austenita es refredi prou lentament perquè no es produeixi una transformació de martensita, la mida del gra austenita tindrà un efecte sobre la velocitat de nucleació, però en general és la temperatura i la velocitat de refredament que controla la grandària del gra i la microestructura. Quan l'austenita es refreda molt lentament, es formaran grans cristalls de ferrita plens d'inclusions esfèriques de cimentita. Aquesta microestructura es coneix com "esferaoïdit". Si es refreda una mica més ràpid, es formarà la perla. Fins i tot més ràpid, es formarà una fina perla. Si es refreda encara més ràpid, es formarà banyite. De la mateixa manera, aquestes microestructures també es formaran si es refreden a una temperatura específica i després s'hi mantenen durant un temps determinat. [17]
La majoria dels aliatges no ferrosos també s'escalfa per formar una solució. Molt sovint, aquests es refreden molt ràpidament per produir una transformació de martensita, posant la solució en un estat supersaturat. L'aliatge, estant en un estat molt més suau, pot ser treballat en fred. Aquest treball fred augmenta la força i la duresa de l'aliatge, i els defectes causats per la deformació plàstica tendeixen a accelerar la precipitació, augmentant la duresa més enllà del normal per a l'aliatge. Fins i tot si no funciona fred, els soluts d'aquests aliatges normalment precipitaran, tot i que el procés pot trigar molt més. De vegades, aquests metalls s'escalfen a una temperatura inferior a la temperatura crítica (A 1 ) inferior, evitant la recristalització, per accelerar la precipitació.
Recuit per a xapa
Recuit (metal·lúrgia)
El recuit consisteix a escalfar un metall a una temperatura específica i després refredar-se a una velocitat que produirà una microestructura refinada, que separa totalment o parcialment els components. La velocitat de refredament és generalment lenta. El recuit s'utilitza amb més freqüència per suavitzar un metall per treballar en fred, per millorar la maquinabilidad o per millorar propietats com la conductivitat elèctrica.
En els aliatges ferrosos, el recuit normalment s'aconsegueix escalfant el metall més enllà de la temperatura crítica superior i després es refreda molt lentament, resultant en la formació de perlita. En els dos metalls purs i en molts aliatges que no es poden tractar amb calor, s'utilitza el recuit per eliminar la duresa provocada pel treball en fred. El metall s'escalfa a una temperatura on es pot produir la recristal·lació, reparant així els defectes causats per la deformació plàstica. En aquests metalls, la velocitat de refredament sol tenir poc efecte. La majoria dels aliatges no ferrosos que són tractables per calor també es reconeixen per alleujar la duresa del treball en fred. Aquests es poden refrigerar lentament per permetre la precipitació total dels components i produir una microestructura refinada.
Els aliatges ferrosos solen ser "recuit complet" o "procés ancorat". El recuit complet requereix velocitats de refrigeració molt lentes, per formar perlita gruixuda. En el procés de recuit, la velocitat de refrigeració pot ser més ràpida; fins i tot incloent la normalització. L'objectiu principal de l'annealing del procés és produir una microestructura uniforme. Els aliatges no fèrrics sovint estan sotmesos a una varietat de tècniques de recuit, incloent "recocido de recristalización", "recuit parcial", "recuit complet" i "recuit final". No totes les tècniques de recuit inclouen la recristalització, com ara l'alleujament de l'estrès.
