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Introducción El acero se apaga calentando el acero a una temperatura superior a la temperatura crítica Ac3 (acero hipoeutectoide) o Ac1 (acero hipereutectoide), manteniéndolo durante un período de tiempo para austenizarlo total o parcialmente, y luego se enfría a una temperatura mayor que la velocidad crítica de enfriamiento Enfriamiento rápido por debajo del proceso de tratamiento térmico martensítico (o bainita) Ms (o Ms cerca del isotérmico). El tratamiento en solución de materiales como aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, aleaciones de titanio, vidrio templado, etc., o procesos de tratamiento térmico con enfriamiento rápido también se conoce comúnmente como enfriamiento rápido. El enfriamiento es un proceso de tratamiento térmico común, utilizado principalmente para aumentar la dureza del material. Por lo general, desde el medio de enfriamiento rápido, se puede dividir en enfriamiento rápido con agua, enfriamiento rápido con aceite y enfriamiento orgánico. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, han surgido algunos nuevos procesos de enfriamiento rápido.1 Método de enfriamiento enfriado por aire a alta presión Las piezas en el fuerte flujo de gas inerte se enfrían rápida y uniformemente, para evitar la oxidación de la superficie, para evitar grietas, reducir la distorsión, para garantizar que la dureza requerida, principalmente para temple de acero para herramientas. Esta tecnología ha progresado recientemente y la gama de aplicaciones también se ha expandido considerablemente. En la actualidad, la tecnología de enfriamiento de gas de vacío se desarrolló rápidamente, y la presión negativa (<1 × 105 Pa) de enfriamiento de gas de alta velocidad de flujo seguido de enfriamiento de gas y alta presión (1 × 105 ~ 4 × 105 Pa) 10 × 105 Pa) de aire -enfriado, ultra alta presión (10 × 105 ~ 20 × 105 Pa) refrigerado por aire y otras nuevas tecnologías no solo mejoran en gran medida la capacidad de enfriamiento por vacío de enfriamiento por aire, y apagan el brillo de la superficie de la pieza de trabajo es buena, pequeña deformación, pero También una alta eficiencia, ahorro de energía, libre de contaminación, etc. El uso del enfriamiento rápido por gas a alta presión al vacío es el enfriamiento y templado de materiales, la solución, el envejecimiento, la carburación de iones y el carbonitruración de acero inoxidable y aleaciones especiales, así como la sinterización al vacío, enfriamiento y enfriamiento después de la soldadura. Con enfriamiento de nitrógeno de alta presión de 6 × 105 Pa, la carga solo se puede enfriar suelta, el acero de alta velocidad (W6Mo5Cr4V2) se puede endurecer a 70 ~ 100 mm, acero de alta aleación para trabajo en caliente de hasta 25 ~ 100 mm, oro frío trabajo muere acero (como Cr12) hasta 80 ~ 100 mm. Cuando se apaga con 10 × 10 5 Pa de nitrógeno a alta presión, la carga enfriada puede ser intensiva, aumentando la densidad de carga en aproximadamente 30% a 40% sobre el enfriamiento de 6 × 10 5 Pa. Cuando se apaga con 20 × 10 5 Pa de ultra alto nitrógeno a presión o una mezcla de helio y nitrógeno, las cargas enfriadas son densas y pueden agruparse. La densidad de enfriamiento de nitrógeno de 6 × 105 Pa 80% a 150%, se puede enfriar todo acero de alta velocidad, acero de alta aleación, acero para herramientas de trabajo en caliente y acero al cromo Cr13% y más acero templado con aceite de aleación, como más acero 9Mn2V de gran tamaño. Los hornos de enfriamiento de doble cámara enfriados por aire con cámaras de enfriamiento separadas tienen una mejor capacidad de enfriamiento que el mismo tipo de hornos de cámara única. El horno de cámara doble enfriado con nitrógeno de 2 × 105 Pa tiene el mismo efecto de enfriamiento que el horno de cámara única 4 × 105 Pa. Sin embargo, costos operativos, bajos costos de mantenimiento. Como industria de materiales básicos de China (grafito, molibdeno, etc.) y componentes auxiliares (motor) y otros niveles para mejorar. Por lo tanto, para mejorar el cuidado de vacío de alta presión de una sola cámara de 6 × 105 Pa al tiempo que se mantiene el desarrollo de un horno de enfriamiento de alta presión enfriado por aire de doble cámara más en línea con las condiciones nacionales de China. horno de vacío enfriado2 método de enfriamiento rápido El enfriamiento convencional generalmente se realiza con enfriamiento con aceite, agua o solución de polímero, y una regla de enfriamiento fuerte con agua o bajas concentraciones de agua salada. El enfriamiento rápido se caracteriza por un enfriamiento extremadamente rápido, sin tener que preocuparse por la distorsión excesiva del acero y las grietas. Enfriamiento de enfriamiento convencional a la temperatura de enfriamiento, la tensión superficial del acero o el estado de bajo estrés, y enfriamiento fuerte en el medio de enfriamiento, el corazón de la pieza de trabajo todavía está en estado caliente para detener el enfriamiento, de modo que la formación de tensión de compresión superficial. Bajo la severa condición de enfriamiento, la austenita sobreenfriada en la superficie del acero está sometida a un esfuerzo de compresión de 1200 MPa cuando la velocidad de enfriamiento de la zona de transformación martensítica es superior a 30 ℃ / s, de modo que el límite elástico del acero después del enfriamiento se incrementa en al menos 25%. Principio: el acero de la temperatura de austenización se apaga, la diferencia de temperatura entre la superficie y el corazón conducirá a un estrés interno. El cambio de fase del volumen específico de plástico de cambio de fase y cambio de fase también causará tensión de transformación de fase adicional. Si la tensión térmica y la superposición de tensión de transición de fase, es decir, la tensión total excede el límite elástico del material, se producirá deformación plástica; Si la tensión excede la resistencia a la tracción del acero caliente se formará una grieta de enfriamiento. Durante el enfriamiento intensivo, el estrés residual causado por la plasticidad del cambio de fase y el estrés residual aumentan debido al cambio de volumen específico de la transformación austenita-martensita. En el enfriamiento intenso, la superficie de la pieza de trabajo se enfrió inmediatamente a la temperatura del baño, la temperatura del corazón casi sin cambios. El enfriamiento rápido causa un estrés de alta tensión que reduce la capa superficial y se equilibra con el estrés del corazón. El aumento del gradiente de temperatura aumenta la tensión de tracción causada por la transformación martensítica inicial, mientras que el aumento de la temperatura de inicio de la transformación de martensita Ms hará que la capa superficial se expanda debido a la plasticidad de transición de fase, la tensión de tensión superficial se reducirá y transformará significativamente en tensión de compresión, la tensión de compresión superficial es proporcional a la cantidad de martensita de superficie producida. Esta tensión de compresión superficial determina si el corazón sufre una transformación martensítica en condiciones de compresión o, al enfriarse aún más, revierte la tensión de tensión superficial. Si la transformación martensítica de la expansión del volumen cardíaco es lo suficientemente grande y la superficie de la martensita es muy dura y quebradiza, hará que la capa superficial se rompa debido a la ruptura de la inversión del estrés. Con este fin, la superficie de acero debe aparecer como tensión de compresión y la transformación martensítica del corazón debe ocurrir lo más tarde posible. Prueba de enfriamiento fuerte y rendimiento de enfriamiento de acero: El método de enfriamiento fuerte tiene la ventaja de formar tensión de compresión en la superficie, reduciendo el riesgo de grietas y mejorar la dureza y resistencia. Formación de superficie de martensita 100%, el acero recibirá la capa endurecida más grande, puede reemplazar el acero al carbono de acero más costoso, un enfriamiento rápido también puede promover propiedades mecánicas uniformes del acero y producir la menor distorsión de la pieza de trabajo. Partes después del enfriamiento, la vida útil bajo carga alterna se puede aumentar en un orden de magnitud. [1] Figura 2 relación de probabilidad de formación de grietas de enfriamiento fuerte y relación de velocidad de enfriamiento 3 método de enfriamiento de la mezcla de agua y aire Al ajustar la presión del agua y el aire y la distancia entre la boquilla atomizadora y la superficie de la pieza de trabajo, la capacidad de enfriamiento de la mezcla de agua y aire puede variarse y el enfriamiento puede ser uniforme. La práctica de producción muestra que el uso de la ley sobre la forma de piezas complejas de acero al carbono o de aleación de acero endurece por inducción el endurecimiento de la superficie, lo que puede prevenir efectivamente la generación de grietas de enfriamiento rápido. Figura 3 Mezcla de agua-aire4 Método de enfriamiento de agua hirviendo Uso de enfriamiento de agua hirviendo 100 , puede obtener un mejor efecto de endurecimiento, para enfriar o normalizar el acero. En la actualidad, esta tecnología se ha aplicado con éxito al temple de hierro dúctil. Tomando la aleación de aluminio como ejemplo: de acuerdo con las especificaciones actuales de tratamiento térmico para forjados y forjados de aleación de aluminio, la temperatura del agua de enfriamiento se controla generalmente por debajo de 60 ° C, la temperatura del agua de enfriamiento es baja, la velocidad de enfriamiento es alta y un gran residuo Se produce estrés después del enfriamiento. En el mecanizado final, la tensión interna está desequilibrada debido a la inconsistencia de la forma y el tamaño de la superficie, lo que resulta en la liberación de la tensión residual, lo que da como resultado que las partes deformadas, dobladas, ovaladas y otras partes deformadas de la parte mecanizada se conviertan en desechos finales irreversibles. Con pérdida grave. Por ejemplo: la hélice, las palas del compresor y otras deformaciones de forja de aleación de aluminio después del mecanizado son obvias, lo que da como resultado una tolerancia del tamaño de las piezas. La temperatura del agua de enfriamiento aumentó de la temperatura ambiente (30-40 ℃) a la temperatura del agua hirviendo (90-100 ℃), el estrés residual de forjado promedio disminuyó en aproximadamente 50%. [2] Figura 4 Diagrama de enfriamiento con agua hirviendo 5 Método de enfriamiento con aceite caliente El uso de aceite de enfriamiento con calor, de modo que la pieza de trabajo antes de enfriar más a una temperatura igual o cercana a la temperatura del punto Ms para minimizar la diferencia de temperatura, puede prevenir efectivamente el enfriamiento rápido La pieza de trabajo distorsión y grietas. El pequeño tamaño de la herramienta de aleación de acero muere frío 160 ~ 200 ℃ en enfriamiento con aceite caliente, puede reducir efectivamente la distorsión y evitar grietas. Figura 5 Diagrama de enfriamiento con aceite caliente6 Método de tratamiento criogénico La pieza de trabajo enfriada se enfría continuamente desde la temperatura ambiente a una temperatura más baja para que la austenita retenida continúa transformándose en martensita, cuyo propósito es mejorar la dureza y la resistencia a la abrasión del acero, mejorar la estabilidad estructural y la estabilidad dimensional de la pieza de trabajo, y mejorar efectivamente la vida útil de la herramienta. El tratamiento criogénico es nitrógeno líquido como un medio de enfriamiento para métodos de procesamiento de materiales. La tecnología de tratamiento criogénico se aplicó primero a las herramientas de desgaste, materiales de herramientas de moldes, y luego se extendió a acero aleado, carburo, etc., el uso de este método puede cambiar la estructura interna de los materiales metálicos, mejorando así las propiedades mecánicas y las propiedades de procesamiento, que es Actualmente uno de los últimos procesos de endurecimiento. El tratamiento criogénico (tratamiento criogenético), también conocido como tratamiento de temperatura ultrabaja, generalmente se refiere al material por debajo de -130 ℃ para el procesamiento a fin de mejorar el rendimiento general del material. Hace tan solo 100 años, las personas comenzaron a aplicar un tratamiento en frío a las piezas del reloj, que mejoraron la resistencia, la resistencia al desgaste, la estabilidad dimensional y la vida útil. El tratamiento criogénico es una nueva tecnología desarrollada sobre la base del tratamiento de resfriado ordinario en la década de 1960. En comparación con el tratamiento en frío convencional, el tratamiento criogénico puede mejorar aún más las propiedades mecánicas y la estabilidad del material, y tiene una perspectiva de aplicación más amplia. Mecanismo de tratamiento criogénico: después del tratamiento criogénico, la austenita residual en la estructura interna del material metálico (principalmente molde material) se transforma en martensita, y el carburo precipitado también se precipita en la martensita, de modo que la martensita se puede eliminar en el esfuerzo residual, pero también mejora la matriz de martensita, por lo que su dureza y resistencia al desgaste también aumentarán. La razón del aumento de la dureza se debe a la transformación de parte de la austenita retenida en martensita. El aumento de la tenacidad se debe a la dispersión y a la pequeña precipitación de η-Fe3C. Al mismo tiempo, el contenido de carbono de la martensita disminuye y la distorsión de la red disminuye, mejora la plasticidad. El equipo de tratamiento criogénico consiste principalmente en un tanque de nitrógeno líquido, un sistema de transmisión de nitrógeno líquido, una caja de refrigeración profunda y un sistema de control. En la aplicación, el tratamiento criogénico se repite varias veces. Procesos típicos tales como: 1120 ℃ enfriamiento con aceite + -196 ℃ × 1h (2-4) tratamiento criogénico profundo + 200 ℃ × 2h templado. Después del tratamiento de la organización, se produjo la transformación de austenita, pero también se precipitó a partir de la dispersión de martensita enfriada de una relación altamente coherente con la matriz de carburos ultrafinos, después del revenido a baja temperatura a 200 ℃, el crecimiento de carburos ultrafinos Carburos ε dispersos , el número y la dispersión aumentaron significativamente. El tratamiento criogénico se repite varias veces. Por un lado, los carburos superfinos se precipitan de la martensita transformada de la austenita retenida en el momento del enfriamiento criogénico previo. Por otro lado, los carburos finos continúan precipitándose en la martensita enfriada. El proceso repetido puede aumentar la resistencia a la compresión de la matriz, el límite elástico y la tenacidad al impacto, mejorar la tenacidad del acero y, al mismo tiempo, mejorar significativamente la resistencia al desgaste por impacto. Figura 6 Esquema del dispositivo de tratamiento criogénico. procesamiento debido al estrés térmico causado por una deformación excesiva, el tratamiento criogénico debe controlarse a velocidad de enfriamiento. Además, para garantizar la uniformidad del campo de temperatura dentro del equipo y reducir la fluctuación de temperatura, el diseño del sistema de tratamiento criogénico debe tener en cuenta la precisión del control de temperatura del sistema y la racionalidad de la disposición del campo de flujo. En el diseño del sistema también debe prestar atención para cumplir con el menor consumo de energía, alta eficiencia, fácil operación y otros requisitos. Estas son las tendencias actuales de desarrollo del sistema de tratamiento criogénico. Además, algunos sistemas de refrigeración en desarrollo cuya temperatura de refrigeración se extiende desde la temperatura ambiente a baja temperatura también se convertirán en sistemas de tratamiento criogénico sin líquido con la disminución de su temperatura mínima y la mejora de la eficiencia de la refrigeración. [3] Referencias: [1] 樊东黎.强烈 淬火 —— 一种 新 的 强化 钢 的 热处理 方法 [J].热处理, 2005, 20 (4): 1-3 [2] 宋 微, 郝冬梅, 王成江.沸水 淬火 对 铝合金 锻件 组织 与 机械 性能 的 影响 [J].铝加工, 2002, 25 (2): 1-3 [3] 夏雨亮, 金 滔, 汤 珂.的 冷 处理 工艺 及 设备 的 发展 现状 和 展望 [J].低温 与 特 气, 2007, 25 (1): 1-3
Fuente: Meeyou Carbide

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