E se si potessero rafforzare i metalli combinando calore e pressione in un unico processo senza soluzione di continuità? Il trattamento termomeccanico fa proprio questo. Questa tecnica non solo migliora la durata e la tenacità dei metalli, ma ne ottimizza anche le proprietà strutturali. In questo articolo scopriremo i sette tipi essenziali di trattamenti termomeccanici e le loro applicazioni, fornendo spunti che possono migliorare la vostra comprensione delle innovazioni nella lavorazione dei metalli. Preparatevi a scoprire come questo processo di trasformazione può migliorare i vostri progetti di ingegneria dei materiali.
Il trattamento termomeccanico è un processo di trattamento termico dei metalli che combina la lavorazione a pressione con il trattamento termico per utilizzare efficacemente il rafforzamento della deformazione e della trasformazione di fase sui materiali metallici.
Combinando la lavorazione a pressione con le operazioni di trattamento termico, questo processo unifica il processo di formatura con l'ottenimento delle proprietà finali.
Esploriamo ora le categorie e le applicazioni del trattamento termomeccanico.
| Simbolo | Significato |
| A1 | Temperatura a cui austenite, la ferrite, la cementite o il carburo coesistono in equilibrio |
| A3 | La temperatura di coesistenza più alta di austenite e ferrite nell'acciaio ipoeutettoide in equilibrio |
| Ac1 | Temperatura a cui inizia a formarsi l'austenite quando l'acciaio viene riscaldato |
| Ac3 | La temperatura alla quale tutta la ferrite si trasforma in austenite quando l'acciaio ipoeutettoide viene riscaldato. |
| Ar1 | La temperatura alla quale l'austenite si decompone in ferrite e perlite durante l'austenitizzazione ad alta temperatura e il raffreddamento dell'acciaio. |
| Ar3 | Temperatura alla quale l'austenite in raffreddamento inizia a precipitare ferrite libera. |
| Acm | La temperatura massima alla quale l'austenite e la cementite o il carburo coesistono nell'acciaio ipereutettoide in stato di equilibrio è il punto critico superiore dell'acciaio ipereutettoide. |
| Accm | La temperatura finale alla quale tutta la cementite secondaria si dissolve in austenite durante il riscaldamento. |
| Arcm | Temperatura alla quale l'austenite inizia a precipitare cementite secondaria durante il raffreddamento. |
Termomeccanico trattamento
Si tratta di un processo di rafforzamento completo che combina il rafforzamento per deformazione e quello per trasformazione di fase. Coinvolge due processi, ovvero la deformazione plastica e la trasformazione in fase solida di materiali metalliciche si integrano per influenzare il processo di trasformazione di fase e i prodotti. Utilizzando i cambiamenti nella struttura di materiali metallici durante la deformazione, questo processo mira a ottenere la struttura e le proprietà desiderate.
La deformazione viene eseguita al di sopra della temperatura di trasformazione Ar3 dell'acciaio, oppure tra le temperature Ar1 e Ar3. In alternativa, può essere effettuata al di sopra della temperatura di trattamento termico in soluzione delle leghe. Dopo la deformazione, il materiale viene temprato e rinvenuto.
L'eliminazione dei processi di riscaldo e tempra può aumentare la resistenza dell'acciaio 10-30%, migliorarne la tenacità e la resistenza alla fatica e diminuire il rischio di fragilità del tempra. Questa tecnica è efficace anche per migliorare la resistenza e la plasticità delle leghe non ferrose.
Il metodo è comunemente impiegato nella produzione di lamiere, nastri, tubi, fili e barre in acciaio al carbonio, a basso e medio tenore di carbonio. acciaio legato, oltre a parti meccaniche di forma semplice.
L'acciaio viene deformato al di sopra di Ar3 o tra Ar1 e Ar3. Viene quindi raffreddato con aria o acqua fino a raggiungere una temperatura superiore a 550 ℃ e successivamente raffreddato ad aria per ottenere una struttura di ferrite-pearlite o bainite.
Aumentando il resistenza allo snervamentoè possibile ottenere un'eccellente tenacità a bassa temperatura, che lo rende adatto alla produzione di una serie di prodotti, tra cui acciaio a basso tenore di carbonio, lamiere saldabili, nastri, vergelle e altri articoli contenenti Nb, V e Ti. Questi prodotti non sono sottoposti a tempra o rinvenimento.
L'acciaio viene deformato nella zona stabile dell'austenite sottoraffreddata (500~600 ℃), quindi temprato e rinvenuto.
A condizione di garantire la plasticità dell'acciaio, la sua resistenza può essere notevolmente aumentata. Ciò è applicabile ai componenti realizzati in acciaio medio legato ad alta resistenza che richiedono un'elevata resistenza, ai fili di acciaio ad alta resistenza di piccola sezione, nonché agli stampi in acciaio ad alta lega, agli utensili in acciaio ad alta velocità e così via.
(a) La deformazione si verifica sia prima che durante l'intervallo di temperatura di trasformazione della perlite dell'acciaio.
(b) La deformazione può avvenire anche dopo la trasformazione in perlite.
(a) I sottogranuli fini di ferrite e i carburi sferici possono migliorare più volte la tenacità all'impatto dell'acciaio e sono adatti alla produzione di piccole parti di acciaio strutturale legato.
(b) Questo processo può ridurre significativamente il tempo di sferoidizzazione, abbassare la temperatura di sferoidizzazione e migliorare la struttura di sferoidizzazione. È comunemente utilizzato negli acciai per utensili e acciaio per cuscinetti produzione.
La deformazione avviene nell'intervallo di temperatura Ms ～ Md dell'acciaio.
Migliorare la resistenza in condizioni di garanzia di plasticità.
È applicabile agli acciai inossidabili austenitici e agli acciai a plasticità indotta dalla trasformazione (TRIP).
Dopo il trattamento in soluzione, l'acciaio o la lega devono essere lavorati a freddo o a caldo prima dell'invecchiamento.
La resistenza è notevolmente migliorata e la necessaria plasticità può essere ancora garantita.
Utilizzato per gradi di acciaio o leghe che richiedono un rafforzamento, come l'acciaio austenitico, l'acciaio maraging, la superlega a base di nichel, la lega di alluminio, la lega di rame, ecc.
Il processo inizia con una deformazione a freddo a temperatura ambiente, seguita da un rinvenimento intermedio. Successivamente, vengono eseguiti il riscaldamento rapido secondario e la tempra, seguiti dal rinvenimento finale.
Può ancora mantenere l'effetto di rafforzamento dalla deformazione, rendendolo adatto alla produzione di tubi in acciaio laminati a freddo, fili in acciaio ad alta resistenza trafilati a freddo o piccoli pezzi con forme semplici che possono essere formati a freddo.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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