Ricottura dell'acciaio come una sorta di trattamento termico. Tecnologia dei metalli

Creazione e gestione di nuovi materialiproprietà è l'arte della tecnologia dei metalli. Uno dei suoi strumenti è il trattamento termico. Questi processi consentono di modificare le caratteristiche e, di conseguenza, l'ambito di utilizzo delle leghe. La ricottura dell'acciaio è un'opzione diffusa per eliminare i difetti di produzione nei prodotti, aumentandone la resistenza e l'affidabilità.

I compiti del processo e le sue varianti

Le operazioni di ricottura sono eseguite al fine di:

• ottimizzazione della struttura intracristallina, ordinamento degli elementi di lega;
• minimizzazione delle distorsioni e sollecitazioni interne dovute a rapide variazioni tecnologiche della temperatura;
• Aumentare la conformità degli oggetti alla lavorazione successiva.

L'operazione classica si chiama "ricottura completa,Tuttavia, ci sono un certo numero delle sue varietà, a seconda delle proprietà e delle caratteristiche specificate dei compiti: incompleto, basso, diffusione (omogeneizzazione), isoterma, ricristallizzazione, normalizzazione. Tutti sono simili in linea di principio, ma le modalità di trattamento termico degli acciai sono significativamente diverse.

Elaborazione termica basata sul diagramma

Tutte le trasformazioni nell'industria siderurgica, chebasato sul gioco delle temperature, corrisponde chiaramente allo schema delle leghe ferro-carbonio. È un aiuto visivo per determinare la microstruttura di acciai al carbonio o ghise, nonché i punti di trasformazione delle strutture e le loro caratteristiche sotto l'influenza di riscaldamento o raffreddamento.

La tecnologia dei metalli è regolata da questo programmatutti i tipi di ricottura degli acciai al carbonio. Per incomplete, basse e anche per ricristallizzazione, i valori di temperatura "di partenza" sono la linea PSK, vale a dire il suo punto critico Ac₁. La ricottura completa e la normalizzazione dell'acciaio sono orientate termicamente alla linea del grafico GSE, i suoi punti critici Ac₃ e come_m. Il diagramma stabilisce anche chiaramente il collegamento di un metodo di trattamento termico specifico con il tipo di materiale sul contenuto di carbonio e la corrispondente possibilità di attuazione per una lega specifica.

Ricottura completa

Oggetti: getti e pezzi fucinati da una lega ipoeutettoide, mentre la composizione di acciaio deve riempire di carbonio fino allo 0,8%.

obiettivo:

• il massimo cambiamento nella microstruttura ottenuta mediante colata e pressione a caldo, portando la composizione ferritico-perlitica eterogenea a grana grossa in una grana fine omogenea;
• diminuzione della durezza e aumento della conformità per la successiva lavorazione mediante taglio.

Tecnologia. La temperatura di ricottura dell'acciaio è 30-50˚˚ sopra il punto critico Ac₃. Al raggiungimento della temperatura specificatale loro caratteristiche vengono mantenute a questo livello per qualche tempo, consentendo di completare tutte le trasformazioni necessarie. Grandi granuli perlitici e ferritici sono completamente trasformati in austenite. Lo stadio successivo è il raffreddamento lento insieme al forno, durante il quale la ferrite e la perlite, a grana fine e una struttura omogenea, vengono nuovamente estratte dall'austenite.

La ricottura completa in acciaio consente di eliminare i difetti interni più complessi, tuttavia è molto lungo e richiede molta energia.

Ricottura incompleta

Oggetti: acciai ipoeutettoidi che non presentano una grave eterogeneità interna.

Scopo: macinare e ammorbidire la grana perlitica, senza modificare la base ferritica.

Tecnologia. Riscaldare il metallo a temperature che cadono tra i punti critici Ac₁ e come₃. Esposizione degli spazi vuoti nel forno alla stallale caratteristiche contribuiscono al completamento dei processi necessari. Il raffreddamento viene eseguito lentamente, insieme al forno. All'uscita ricevi la stessa struttura a perline fini ferritico-ferritico. Con un tale effetto termico, la perlite diventa a grana fine, mentre la ferrite rimane immutata cristallina e può solo cambiare strutturalmente, anche macinandola.

La ricottura incompleta dell'acciaio consente di bilanciare lo stato interno e le proprietà di oggetti semplici, ma richiede meno energia.

Ricottura bassa (ricristallizzazione)

Oggetti: tutti i tipi di acciaio al carbonio laminato, acciaio legato con un contenuto di carbonio dello 0,65% (ad esempio, cuscinetti a sfere), parti e pezzi grezzi di metalli non ferrosi che non contengono gravi difetti interni, ma richiedono una correzione a bassa potenza.

obiettivo:

• rimozione di tensioni interne e indurimento del lavoro a causa dell'influenza della deformazione sia a freddo che a caldo;
• eliminazione delle conseguenze negative del raffreddamento irregolare delle strutture saldate, aumentando la duttilità e la resistenza delle cuciture;
• conferire omogeneità alla microstruttura dei prodotti di metallurgia non ferrosa;
• sferoidizzazione della perlite - dandogli una forma granulosa.

Tecnologia.

Le parti sono riscaldate 50-100 ° C sotto il punto critico Ac₁. Sotto l'influenza di tali influenze vengono eliminatepiccole modifiche interne. L'intero processo tecnologico richiede circa 1-1,5 ore. Intervalli di temperatura approssimativi per alcuni materiali:

1. Acciaio al carbonio e leghe di rame - 600-700˚С.
2. Leghe di nichel - 800-1200˚С.
3. Leghe di alluminio - 300-450˚С.

Il raffreddamento è fatto in aria. Per gli acciai martensitici e bainitici, la tecnologia dei metalli fornisce un altro nome per questo processo: l'alta tempra. È un modo semplice e conveniente per migliorare le proprietà di parti e strutture.

Omogeneizzazione (ricottura per diffusione)

Oggetti: prodotti di fusione di grandi dimensioni, in particolare getti in acciaio legato.

obiettivo: distribuzione uniforme degli atomi degli elementi leganti nei reticoli cristallini e l'intero volume del lingotto come risultato della diffusione ad alta temperatura; ammorbidire la struttura del pezzo, riducendo la sua durezza prima di eseguire le successive operazioni tecnologiche.

Tecnologia. Il materiale viene riscaldato ad alte temperature di 1000-1200 ° C. Le caratteristiche termiche stabili devono essere mantenute per lungo tempo - circa 10-15 ore, a seconda delle dimensioni e della complessità della struttura del getto. Al completamento di tutte le fasi delle trasformazioni ad alta temperatura, segue il raffreddamento lento.

Il laborioso, tuttavia, processo altamente efficiente di livellamento della microstruttura di grandi strutture.

Ricottura isotermica

Oggetti: prodotti in lamiera di acciaio al carbonio, prodotti di leghe legate e ad alta lega.

Obiettivo: migliorare la microstruttura, rimuovere i difetti interni con meno tempo.

Tecnologia. Il metallo viene inizialmente riscaldato alla temperatura di ricottura completa e resiste al tempo necessario per la trasformazione di tutte le strutture esistenti in austenite. Poi lentamente raffreddato per immersione in sale arroventato. Per raggiungere il calore a 50-100 ° C sotto il punto Ac₁ posto in un forno per mantenerlo a questo livello per il tempo necessario per la completa trasformazione dell'austenite in perlite e cementite. Il raffreddamento finale avviene in aria.

Il metodo consente di ottenere le proprietà richieste delle billette in acciaio legato, risparmiando tempo, rispetto alla ricottura completa.

normalizzazione

Oggetti: getti, pezzi fucinati e parti in acciaio a basso tenore di carbonio, medio-carbonio e bassolegato.

L'obiettivo: snellire lo stato interno, dando la durezza e la forza desiderate, migliorando lo stato interno prima delle successive fasi di trattamento termico e lavorazione.

Tecnologia. L'acciaio viene riscaldato a temperature che si trovano leggermente al di sopra della linea del GSE e dei suoi punti critici, trattenuti e raffreddati nell'aria. Quindi, la velocità di completamento del processo aumenta. Tuttavia, utilizzando questa procedura, è possibile ottenere una struttura razionale calma solo se la composizione dell'acciaio è determinata dal carbonio in una quantità non superiore allo 0,4%. Con quantità crescenti di carbonio, aumenta la durezza. Dopo la normalizzazione, lo stesso acciaio ha una maggiore durezza insieme a una grana fine uniformemente posizionata. La tecnica consente di aumentare significativamente la resistenza delle leghe alla frattura e la conformità alla lavorazione.

Possibili difetti di ricottura

Durante l'esecuzione delle operazioni di trattamento termico, è necessario rispettare le modalità di riscaldamento e raffreddamento della temperatura specificate. In caso di violazione dei requisiti, possono verificarsi vari difetti.

1. Ossidazione superficiale e formazionescala. Durante l'operazione, il metallo caldo reagisce con l'ossigeno dell'aria, che porta alla formazione di incrostazioni sulla superficie del pezzo. Da pulire meccanicamente o con prodotti chimici speciali.
2. Burnout di carbonio. Inoltre si verifica a seguito dell'influenza dell'ossigeno sul metallo caldo. Ridurre la quantità di carbonio nello strato superficiale porta ad una diminuzione delle sue proprietà meccaniche e tecnologiche. Per evitare questi processi, la ricottura dell'acciaio deve essere eseguita parallelamente all'introduzione di gas protettivi nel forno, il cui compito principale è impedire alla lega di interagire con l'ossigeno.
3. Surriscaldamento. È una conseguenza della lunga esposizione nel forno ad alta temperatura. La conseguenza è un'eccessiva crescita del grano, l'acquisizione di una struttura a grana grossa eterogenea, una maggiore fragilità. Sottoposto a correzione mediante l'implementazione di un'altra fase di ricottura completa.
4. Bruciato il. Si verifica a causa del superamento dei valori consentiti di riscaldamento e invecchiamento, porta alla distruzione dei legami tra alcuni grani, rovina completamente l'intera struttura del metallo e non è soggetto a correzione.

Per evitare guasti, è importante eseguire chiaramente le attività di trattamento termico, possedere competenze professionali e controllare rigorosamente il processo.

La ricottura in acciaio è altamente efficiente.la tecnologia per portare la microstruttura di parti di qualsiasi complessità e composizione alla struttura interna ottimale e alle condizioni necessarie per le fasi successive degli effetti termici, la lavorazione e l'attivazione della struttura.

</ p>>