introduçãoO aço é temperado aquecendo o aço a uma temperatura acima da temperatura crítica Ac3 (aço hipoeutetóide) ou Ac1 (aço hipereutetóide), mantendo-o por um período de tempo para ser austenitizado total ou parcialmente, e então resfriado a uma temperatura maior que a taxa de resfriamento crítica Resfriamento rápido abaixo do processo de tratamento térmico Ms (ou Ms próximo ao isotérmico) martensítico (ou bainita). O tratamento de solução de materiais como ligas de alumínio, ligas de cobre, ligas de titânio, vidro temperado, etc., ou processos de tratamento térmico com resfriamento rápido também são comumente chamados de têmpera. A têmpera é um processo comum de tratamento térmico, usado principalmente para aumentar a dureza do material. Geralmente a partir do meio de têmpera, pode ser dividido em têmpera em água, têmpera em óleo, têmpera orgânica. Com o desenvolvimento da ciência e tecnologia, alguns novos processos de têmpera surgiram.1 método de têmpera refrigerado a ar de alta pressãoPeças no forte fluxo de gás inerte resfriamento rápido e uniforme, para evitar a oxidação da superfície, para evitar rachaduras, reduzir a distorção, para garantir que a dureza necessária, principalmente para têmpera de aço ferramenta. Esta tecnologia progrediu rapidamente recentemente e a gama de aplicações também se expandiu consideravelmente. Atualmente, a tecnologia de têmpera a gás a vácuo desenvolveu-se rapidamente, e o resfriamento de gás de alta vazão de pressão negativa (<1 × 105 Pa) seguido de resfriamento de gás e ar de alta pressão (1 × 105 ~ 4 × 105 Pa) 10 × 105 Pa) -resfriado, ultra-alta pressão (10 × 105 ~ 20 × 105 Pa) refrigerado a ar e outras novas tecnologias não apenas aumentam muito a capacidade de têmpera a vácuo de refrigerados a ar e extinguem o brilho da superfície da peça de trabalho é bom, pequena deformação, mas também uma alta eficiência, economia de energia, livre de poluição e assim por diante. O uso de têmpera refrigerada a gás de alta pressão a vácuo é a têmpera e revenimento de materiais, a solução, envelhecimento, cementação iônica e carbonitretação de aço inoxidável e ligas especiais, bem como sinterização a vácuo, resfriamento e têmpera após a brasagem. Com têmpera de resfriamento de nitrogênio de alta pressão de 6 × 105 Pa, a carga só pode ser resfriada solta, aço de alta velocidade (W6Mo5Cr4V2) pode ser endurecido para 70 ~ 100 mm, aço de alta liga para trabalho a quente até 25 ~ 100 mm, ouro Frio aço de matriz de trabalho (como Cr12) até 80 ~ 100 mm. Quando temperado com 10 × 10 5 Pa de nitrogênio de alta pressão, a carga resfriada pode ser intensa, aumentando a densidade de carga em cerca de 30% para 40% sobre resfriamento de 6 × 10 5 Pa. Quando temperado com 20 × 10 5 Pa de ultra-alta pressão de nitrogênio ou uma mistura de hélio e nitrogênio, as cargas resfriadas são densas e podem ser agrupadas. A densidade de 6 × 105 Pa de resfriamento de nitrogênio 80% a 150%, pode ser resfriado todo o aço de alta velocidade, aço de alta liga, aço ferramenta de trabalho a quente e aço cromo Cr13% e mais aço temperado com óleo de liga, como mais aço 9Mn2V de tamanho grande. Os fornos de têmpera refrigerados a ar de câmara dupla com câmaras de resfriamento separadas têm melhor capacidade de resfriamento do que o mesmo tipo de fornos de câmara única. O forno de câmara dupla refrigerado a nitrogênio de 2 × 105 Pa tem o mesmo efeito de resfriamento que o forno de câmara única de 4 × 105 Pa. No entanto, os custos operacionais, baixos custos de manutenção. Como a indústria de materiais básicos da China (grafite, molibdênio, etc) e componentes auxiliares (motor) e outros níveis a serem melhorados. Portanto, para melhorar o cuidado de vácuo de alta pressão de câmara única de 6 × 105 Pa, mantendo o desenvolvimento de pressão de câmara dupla e forno de têmpera refrigerado a ar de alta pressão mais de acordo com as condições nacionais da China. forno de vácuo resfriado2 método de têmpera forte A têmpera convencional é geralmente com resfriamento de óleo, água ou solução de polímero e regra de têmpera forte com água ou baixas concentrações de água salgada. A têmpera forte é caracterizada por resfriamento extremamente rápido, sem ter que se preocupar com distorção excessiva do aço e rachaduras. Resfriamento de têmpera convencional para a temperatura de têmpera, a tensão superficial do aço ou estado de baixa tensão e têmpera forte no meio do resfriamento, o coração da peça de trabalho ainda está no estado quente para parar o resfriamento, de modo que a formação de tensão de compressão da superfície. Sob a condição de têmpera severa, a austenita super-resfriada na superfície do aço é submetida a uma tensão de compressão de 1200 MPa quando a taxa de resfriamento da zona de transformação martensítica é superior a 30 ℃ / s, de modo que a resistência ao escoamento do aço após a têmpera é aumentado em pelo menos 25%.Princípio: Aço de têmpera de temperatura de austenitização, a diferença de temperatura entre a superfície e o coração levará ao estresse interno. A mudança de fase do volume específico de mudança de fase e plástico de mudança de fase também causará estresse adicional de transformação de fase. Se a tensão térmica e a superposição de tensão de transição de fase, ou seja, a tensão geral exceder a resistência ao escoamento do material, ocorrerá deformação plástica; se a tensão exceder a resistência à tração do aço quente formará uma trinca de têmpera. Durante a têmpera intensiva, a tensão residual causada pela plasticidade da mudança de fase e a tensão residual aumentam devido à mudança de volume específico da transformação austenita-martensita. No resfriamento intenso, a superfície da peça esfriou imediatamente até a temperatura do banho, a temperatura do coração quase inalterada. O resfriamento rápido causa um alto estresse de tração que encolhe a camada superficial e é equilibrado pelo estresse cardíaco. O aumento do gradiente de temperatura aumenta a tensão de tração causada pela transformação martensítica inicial, enquanto o aumento da temperatura inicial da transformação da martensita Ms fará com que a camada superficial se expanda devido à plasticidade de transição de fase, a tensão de tração superficial será significativamente reduzida e transformada em tensão de compressão, a tensão de compressão de superfície é proporcional à quantidade de martensita de superfície produzida. Este estresse de compressão superficial determina se o coração sofre transformação martensítica sob condições de compressão ou, em resfriamento adicional, reverte o estresse de tração superficial. Se a transformação martensítica da expansão do volume cardíaco for grande o suficiente, e a martensita superficial for muito dura e quebradiça, ela fará com que a camada superficial devido à ruptura da reversão do estresse. Para este fim, a superfície do aço deve apresentar tensão de compressão e a transformação martensítica do coração deve ocorrer o mais tarde possível.Teste de têmpera forte e desempenho de têmpera de aço: O método de têmpera forte tem a vantagem de formar tensão de compressão na superfície, reduzindo o risco de rachaduras e melhorar a dureza e resistência. Formação de superfície de martensita 100%, o aço receberá a maior camada endurecida, pode substituir o aço carbono de aço mais caro, uma têmpera forte também pode promover propriedades mecânicas uniformes do aço e produzir a menor distorção da peça. Peças após a têmpera, a vida útil sob carga alternada pode ser aumentada em uma ordem de grandeza. [1] Figura 2 probabilidade de formação de trincas de têmpera forte e relação de taxa de resfriamento3 método de resfriamento da mistura água-arAo ajustar a pressão da água e do ar e a distância entre o bico atomizador e a superfície da peça de trabalho, a capacidade de resfriamento da mistura água-ar pode ser variado e o resfriamento pode ser uniforme. A prática de produção mostra que o uso da lei sobre a forma de aço carbono complexo ou peças de liga de aço endurecimento por indução endurecimento da superfície, o que pode efetivamente impedir a geração de rachaduras de têmpera.Figura 3 mistura água-ar4 método de têmpera de água ferventeUsando 100 ℃ resfriamento de água fervente , pode obter um melhor efeito de endurecimento, para têmpera ou normalização de aço. Atualmente, esta tecnologia tem sido aplicada com sucesso na têmpera de ferro dúctil. Tomando a liga de alumínio como exemplo: De acordo com as especificações atuais de tratamento térmico para forjados e forjados de liga de alumínio, a temperatura da água de têmpera é geralmente controlada abaixo de 60 ° C, a temperatura da água de têmpera é baixa, a velocidade de resfriamento é alta e um grande resíduo estresse após a têmpera ocorre. Na usinagem final, a tensão interna está desequilibrada devido à inconsistência da forma e tamanho da superfície, resultando na liberação de tensão residual, resultando em peças deformadas, dobradas, ovais e outras deformadas da peça usinada tornando-se resíduos finais irreversíveis com perda grave. Por exemplo: hélice, lâminas de compressor e outras ligas de alumínio forjamento deformações após usinagem óbvia, resultando em tolerância de tamanho de peças. A temperatura da água de têmpera aumentou da temperatura ambiente (30-40 ℃) para a temperatura da água fervente (90-100 ℃), a tensão residual média de forjamento diminuiu cerca de 50%. [2]Figura 4 diagrama de têmpera em água fervente5 método de têmpera em óleo quenteO uso de óleo de têmpera a quente, de modo que a peça de trabalho antes de resfriar a uma temperatura igual ou próxima à temperatura do ponto Ms para minimizar a diferença de temperatura, possa efetivamente evitar a têmpera a distorção e rachaduras da peça de trabalho. O tamanho pequeno da ferramenta de liga de aço frio 160 ~ 200 ℃ na têmpera a óleo quente, pode efetivamente reduzir a distorção e evitar rachaduras. a austenita retida continua a ser transformada em martensita, cujo objetivo é melhorar a dureza e resistência à abrasão do aço, melhorar a estabilidade estrutural e a estabilidade dimensional da peça e efetivamente melhorar a vida útil da ferramenta. O tratamento criogênico é nitrogênio líquido como um meio de resfriamento para métodos de processamento de materiais. A tecnologia de tratamento criogênico foi aplicada pela primeira vez às ferramentas de desgaste, materiais de ferramentas de molde e posteriormente estendida a ligas de aço, metal duro, etc., usando este método pode alterar a estrutura interna de materiais metálicos, melhorando assim as propriedades mecânicas e propriedades de processamento, que é atualmente Um dos mais recentes processos de têmpera. O tratamento criogênico (Cryogenictreatment), também conhecido como tratamento de temperatura ultrabaixa, geralmente se refere ao material abaixo de -130 ℃ para processamento para melhorar o desempenho geral do material. Tão cedo quanto 100 anos atrás, as pessoas começaram a tratamento a frio aplicado a peças de relógios, encontrados para melhorar a força, resistência ao desgaste, estabilidade dimensional e vida útil. O tratamento criogênico é uma nova tecnologia desenvolvida com base no tratamento a frio comum na década de 1960. Comparado com o tratamento a frio convencional, o tratamento criogênico pode melhorar ainda mais as propriedades mecânicas e a estabilidade do material, e tem uma perspectiva de aplicação mais ampla.Mecanismo de tratamento criogênico: Após o tratamento criogênico, a austenita residual na estrutura interna do material metálico (principalmente molde material) é transformado em martensita, e o carboneto precipitado também é precipitado na martensita, de modo que a martensita pode ser eliminada na tensão residual, mas também aumenta a matriz de martensita, de modo que sua dureza e resistência ao desgaste também aumentam. A razão para o aumento da dureza se deve à transformação de parte da austenita retida em martensita. O aumento da tenacidade é devido à dispersão e pequena precipitação de η-Fe3C. Ao mesmo tempo, o teor de carbono da martensita diminui e a distorção da rede diminui, melhoria da plasticidade. O equipamento de tratamento criogênico consiste principalmente em tanque de nitrogênio líquido, sistema de transmissão de nitrogênio líquido, caixa fria profunda e sistema de controle. Na aplicação, o tratamento criogênico é repetido várias vezes. Processos típicos, tais como: 1120 ℃ têmpera em óleo + -196 ℃ × 1h (2-4) tratamento criogênico profundo +200 ℃ × 2h revenimento. Após o tratamento da organização houve a transformação da austenita, mas também precipitada a partir da dispersão de martensita temperada de relação altamente coerente com a matriz de carbonetos ultrafinos, após revenimento a baixa temperatura subsequente a 200 ℃, o crescimento de carbonetos ultrafinos Carbonetos ε dispersos , o número e a dispersão aumentaram significativamente. O tratamento criogénico é repetido várias vezes. Por um lado, os carbonetos superfinos são precipitados da martensita transformada da austenita retida no momento do resfriamento criogênico anterior. Por outro lado, carbonetos finos continuam a ser precipitados na martensita temperada. O processo repetido pode aumentar a resistência à compressão da matriz, a resistência ao escoamento e a tenacidade ao impacto, melhorar a tenacidade do aço, ao mesmo tempo em que a resistência ao desgaste por impacto foi significativamente melhorada. processamento devido ao estresse térmico causado pela deformação excessiva, o tratamento criogênico deve ser controlado pela taxa de resfriamento. Além disso, para garantir a uniformidade do campo de temperatura dentro do equipamento e reduzir a flutuação de temperatura, o projeto do sistema de tratamento criogênico deve levar em consideração a precisão do controle de temperatura do sistema e a racionalidade do arranjo do campo de fluxo. No projeto do sistema também deve prestar atenção ao menor consumo de energia, alta eficiência, fácil operação e outros requisitos. Estas são a tendência atual de desenvolvimento do sistema de tratamento criogênico. Além disso, alguns sistemas de refrigeração em desenvolvimento cuja temperatura de refrigeração se estende desde a temperatura ambiente até a baixa temperatura também devem evoluir para sistemas de tratamento criogênico sem líquido com a diminuição de sua temperatura mínima e a melhoria da eficiência da refrigeração. [3]Referências:[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.深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
Fonte: Meeyou Carbide

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