Cos'è l'estinzione?
La tempra è un processo di trattamento termico che riscalda l'acciaio al di sopra della temperatura critica, lo mantiene caldo per un certo periodo di tempo e quindi lo raffredda ad una velocità maggiore della velocità di raffreddamento critica per ottenere una struttura sbilanciata dominata dalla martensite (la bainite può anche o si può mantenere l'austenite monofase secondo necessità). La tempra è il processo più utilizzato nel trattamento termico dell’acciaio.
Esistono quattro processi fondamentali per il trattamento termico dell'acciaio: ricottura, normalizzazione, tempra e rinvenimento. Lo scopo della tempra è trasformare l'austenite superraffreddata in martensite o bainite per ottenere la struttura della martensite o bainite, quindi rinvenimento a temperature diverse per migliorare notevolmente la rigidità, la durezza, la resistenza all'usura, la resistenza alla fatica e la tenacità dell'acciaio, in modo da per soddisfare le diverse esigenze di utilizzo di varie parti meccaniche e strumenti. La tempra può essere utilizzata anche per soddisfare le particolari proprietà fisiche e chimiche di alcuni acciai speciali, come il ferromagnetismo e la resistenza alla corrosione. Un processo di trattamento termico dei metalli in cui un pezzo metallico viene riscaldato a una determinata temperatura appropriata e mantenuto per un periodo di tempo, quindi immerso in un mezzo di tempra per un rapido raffreddamento. I mezzi di tempra comunemente utilizzati includono salamoia, acqua, olio minerale, aria, ecc. La tempra può migliorare la durezza e la resistenza all'usura dei pezzi metallici, quindi è ampiamente utilizzata in vari strumenti, stampi, calibri e parti che richiedono resistenza all'usura superficiale (come ingranaggi, rulli, parti cementate, ecc.). Combinando la tempra con il rinvenimento a temperature diverse, la resistenza, la riduzione della tenacità e la resistenza alla fatica del metallo possono essere notevolmente migliorate e il coordinamento tra queste proprietà (proprietà meccaniche complete) può essere ottenuto per soddisfare diversi requisiti di utilizzo. Inoltre, la tempra può anche consentire ad alcuni acciai con proprietà speciali di ottenere determinate proprietà fisiche e chimiche, come la tempra per migliorare il ferromagnetismo dell'acciaio a magneti permanenti e migliorare la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile. Il processo di tempra viene utilizzato principalmente per le parti in acciaio. Quando l'acciaio comunemente utilizzato viene riscaldato al di sopra della temperatura critica, la struttura originale a temperatura ambiente verrà trasformata completamente o in gran parte in austenite. Successivamente l'acciaio viene immerso in acqua o olio per un rapido raffreddamento, e l'austenite si trasforma in martensite. Rispetto ad altre strutture in acciaio, la martensite ha la durezza più elevata. Il raffreddamento rapido durante la tempra causerà stress interni all'interno del pezzo. Quando raggiunge un certo livello, il pezzo sarà distorto e persino rotto. Per questo motivo è necessario scegliere un metodo di raffreddamento adeguato. Secondo il metodo di raffreddamento, il processo di tempra è suddiviso in quattro categorie: tempra a liquido singolo, tempra a doppio medio, tempra graduata martensite e tempra isotermica bainite.
Metodo di tempra Tempra a mezzo singolo Il pezzo viene raffreddato in un mezzo, come la tempra in acqua e la tempra in olio. I vantaggi sono il funzionamento semplice, la facile meccanizzazione e l'ampia applicazione. Gli svantaggi sono che lo stress da raffreddamento in acqua è elevato e il pezzo è facile da deformare e rompersi; tempra in olio, la velocità di raffreddamento è bassa, il diametro di tempra è piccolo e i pezzi di grandi dimensioni non sono facili da temprare. Il pezzo di tempra a doppio mezzo viene prima raffreddato a circa 300 gradi in un mezzo con una maggiore capacità di raffreddamento, quindi raffreddato in un mezzo con una capacità di raffreddamento più debole, ad esempio: prima la tempra in acqua e poi la tempra in olio, che può ridurre efficacemente il lo stress interno della trasformazione della martensite e riduce la tendenza alla deformazione e alla fessurazione del pezzo. Può essere utilizzato per temprare pezzi con forme complesse e sezioni trasversali irregolari. Lo svantaggio della tempra a doppio liquido è che è difficile cogliere il momento della conversione a doppio liquido. Se la conversione avviene troppo presto, è facile estinguersi senza indurirsi, mentre se la conversione è troppo tardi è facile estinguersi e rompersi. Per superare questo svantaggio è stato sviluppato il metodo di tempra graduale. Il pezzo viene raffreddato in un bagno di sale a bassa temperatura o in un forno a bagno alcalino. La temperatura del bagno salino o del bagno alcalino è vicina al punto Ms. Il pezzo rimane a questa temperatura per un periodo compreso tra 2 e 5 minuti, quindi viene estratto per il raffreddamento ad aria. Questo metodo di raffreddamento è chiamato tempra graduale. Lo scopo del raffreddamento graduale è quello di rendere più uniforme la temperatura all'interno e all'esterno del pezzo e allo stesso tempo di effettuare la trasformazione della martensite, che può ridurre notevolmente lo stress da tempra e prevenire deformazioni e fessurazioni. La temperatura di classificazione era stata precedentemente impostata leggermente più alta del punto Ms e il pezzo entrava nella zona martensite dopo che la temperatura all'interno e all'esterno del pezzo era uniforme. È stato migliorato per livellare ad una temperatura leggermente inferiore al punto Ms. La pratica dimostra che l’effetto di una valutazione inferiore al punto Ms è migliore. Ad esempio, gli stampi in acciaio ad alto tenore di carbonio sono classificati temprati in un bagno alcalino a 160 gradi, che può essere indurito e deformato meno, quindi è ampiamente utilizzato. Tempra isotermica Il pezzo viene raffreddato in un bagno di sale isotermico. La temperatura del bagno salino è nella parte inferiore della zona bainite (leggermente superiore a Ms). Il pezzo rimane isotermicamente per lungo tempo fino al completamento della trasformazione della bainite, quindi viene estratto per il raffreddamento ad aria. La tempra isotermica viene utilizzata per l'acciaio con carbonio medio o superiore, lo scopo è ottenere una bainite inferiore per migliorare resistenza, durezza, tenacità e resistenza all'usura. La tempra isotermica non viene generalmente utilizzata per l'acciaio a basso tenore di carbonio. Tempra superficiale La tempra superficiale è un metodo di tempra locale in cui lo strato superficiale di una parte in acciaio viene raffreddato fino a una certa profondità, mentre la parte centrale rimane non temprata. Durante la tempra superficiale, la superficie della parte in acciaio viene rapidamente riscaldata alla temperatura di tempra e il calore viene immediatamente raffreddato prima che possa penetrare nel nucleo del pezzo, ottenendo così una tempra locale. Tempra per induzione Il riscaldamento a induzione consiste nell'utilizzare l'induzione elettromagnetica per generare correnti parassite nel pezzo per riscaldare il pezzo. L'estinzione a freddo consiste nell'estinzione del raffreddamento mediante immersione in una soluzione di acqua fredda con forte capacità di raffreddamento come mezzo di raffreddamento. L'estinzione locale è l'estinzione solo della parte del pezzo che deve essere indurita. L'estinzione con raffreddamento ad aria si riferisce specificamente al riscaldamento sotto vuoto e all'estinzione e al raffreddamento in una pressione negativa circolante ad alta velocità, pressione normale o gas neutro e inerte ad alta pressione. L'estinzione della superficie sta estinguendo solo lo strato superficiale del pezzo, inclusa l'estinzione per induzione, l'estinzione del riscaldamento con resistenza di contatto, l'estinzione della fiamma, l'estinzione del laser, l'estinzione del fascio di elettroni, ecc. Il raffreddamento ad aria è l'estinzione e il raffreddamento con aria forzata o aria compressa come mezzo di raffreddamento . L'estinzione della salamoia è l'estinzione e il raffreddamento con una soluzione acquosa di sale come mezzo di raffreddamento. L'estinzione della soluzione organica è l'estinzione e il raffreddamento con una soluzione acquosa di polimero organico come mezzo di raffreddamento. Lo spray quenching è l'estinzione e il raffreddamento con un getto di liquido come mezzo di raffreddamento. Il raffreddamento a spruzzo è l'estinzione e il raffreddamento del pezzo in una nebbia composta da una miscela di acqua e aria. Il raffreddamento a bagno caldo è l'estinzione e il raffreddamento del pezzo in un bagno caldo come sale fuso, alcali fusi, metallo fuso o olio ad alta temperatura, come tempra in bagno di sale, tempra in bagno di piombo, tempra in bagno alcalino, ecc. Doppia tempra liquida è la tempra e il raffreddamento del pezzo dopo il riscaldamento e l'austenitizzazione e il trasferimento immediato in un mezzo con debole capacità di raffreddamento per il raffreddamento quando la struttura sta per subire la trasformazione martensitica. La tempra pressurizzata è la tempra e il raffreddamento del pezzo dopo il riscaldamento e l'austenitizzazione sotto un dispositivo specifico, il cui scopo è ridurre la distorsione da tempra e raffreddamento. Per tempra si intende l'estinzione del pezzo dalla superficie al nucleo. La tempra isotermica è un processo in cui il pezzo viene riscaldato e austenitizzato, quindi raffreddato rapidamente all'intervallo di temperature di trasformazione della bainite e viene mantenuto isotermicamente per convertire l'austenite in bainite. La tempra graduale è un processo in cui il pezzo viene riscaldato e austenitizzato, quindi immerso in un bagno alcalino o salino con una temperatura leggermente superiore o leggermente inferiore al punto M1 per un periodo di tempo adeguato, quindi estratto e raffreddato ad aria dopo che il pezzo ha raggiunto la temperatura media per ottenere l'estinzione della martensite. La tempra a temperatura inferiore è un processo in cui il pezzo in acciaio ipoeutettoidico viene austenitizzato nell'intervallo di temperature Ac1-Ac3, quindi temprato e raffreddato per ottenere strutture di martensite e ferrite. La tempra diretta è un processo in cui il pezzo viene temprato e raffreddato direttamente dopo l'infiltrazione di carbonio. Dopo che il pezzo è stato carburato e raffreddato due volte, viene prima austenitizzato a una temperatura superiore ad Ac3 e raffreddato per affinare la struttura del nucleo, quindi austenitizzato a una temperatura leggermente superiore ad Ac3 per affinare la struttura dello strato di infiltrazione. La tempra autoraffreddante è un processo in cui il calore dell'area riscaldata viene automaticamente trasferito all'area non riscaldata dopo che la zona o la superficie del pezzo è stata rapidamente riscaldata e austenitizzata, in modo che l'area austenitizzata venga rapidamente raffreddata.
