Recuit de l'acier comme une sorte de traitement thermique. Technologie des métaux

Création et gestion de nouveaux matériauxpropriétés est l'art de la technologie du métal. Un de ses outils est le traitement thermique. Ces processus vous permettent de modifier les caractéristiques et, par conséquent, le champ d'application des alliages. Le recuit de l'acier est une option répandue pour éliminer les défauts de production dans les produits, en augmentant leur résistance et leur fiabilité.

Les tâches du processus et ses variantes

Les opérations de recuit sont effectuées pour:

• optimisation de la structure intracristalline, ordonnancement des éléments d'alliage;
• minimisation des distorsions internes et des contraintes dues aux changements rapides de température technologique;
• Augmenter la conformité des objets à l'usinage ultérieur.

L'opération classique est appelée "recuit complet,Cependant, il existe un certain nombre de ses variétés, en fonction des propriétés et des caractéristiques spécifiées des tâches: incomplète, faible, diffusion (homogénéisation), isotherme, recristallisation, normalisation. Tous sont en principe similaires, mais les modes de traitement thermique des aciers sont significativement différents.

Traitement thermique basé sur le diagramme

Toutes les transformations de l'industrie sidérurgique, quibasé sur le jeu des températures, correspondent clairement au diagramme des alliages fer-carbone. Il est une aide visuelle pour déterminer la microstructure des aciers au carbone ou des fontes, ainsi que des points de structures de transformation et de leurs caractéristiques sous l'influence de chauffage ou de refroidissement.

La technologie des métaux est réglementée par ce calendriertous les types de recuit des aciers au carbone. Pour incomplète, faible, et également pour la recristallisation, les valeurs de température "de départ" sont la ligne PSK, à savoir son point critique Ac₁. Le recuit complet et la normalisation de l'acier sont thermiquement orientés par rapport à la ligne du diagramme GSE. Ses points critiques sont Ac₃ et comme_m. Le diagramme établit également clairement le lien entre une méthode de traitement thermique spécifique et le type de matériau sur la teneur en carbone, ainsi que la possibilité correspondante de sa mise en œuvre pour un alliage spécifique.

Recuit complet

Objets: pièces moulées et forgées en alliage hypoeutectoïde, tandis que la composition d'acier doit remplir de carbone dans une proportion allant jusqu'à 0,8%

But:

• le maximum de variation de la microstructure obtenue par coulée et pression à chaud, amenant la composition hétéroclite ferritique-perlitique à grain grossier hétérogène en un grain finement homogène;
• diminution de la dureté et augmentation de la conformité pour le traitement ultérieur par découpage.

La technologie. La température de recuit de l'acier est de 30 à 50˚С au dessus du point critique Ac₃. En atteignant le thermique spécifiéleurs caractéristiques sont maintenues à ce niveau pendant un certain temps, ce qui permet d'effectuer toutes les transformations nécessaires. Les gros grains perlitiques et ferritiques sont complètement transformés en austénite. L'étape suivante consiste à refroidir lentement avec le four, au cours de laquelle de la ferrite et de la perlite, à grain fin et à structure homogène, sont à nouveau extraites de l'austénite.

Le recuit complet de l'acier permet d'éliminer les défauts internes les plus complexes, mais il est très long et consommateur d'énergie.

Recuit incomplet

Objets: aciers hypoeutectoïdes ne présentant pas d'hétérogénéité interne grave.

Objectif: broyer et ramollir le grain perlitique, sans changer la base ferritique.

La technologie. Chauffage du métal à des températures comprises entre les points critiques Ac₁ et comme₃. Exposition des blancs dans le four à l'écuriecaractéristiques contribuent à l'achèvement des processus nécessaires. Le refroidissement est effectué lentement, avec le four. À la sortie, recevez la même structure à grains fins perlitiques-ferritiques. Avec un tel effet thermique, la perlite se transforme en grain fin, tandis que la ferrite reste cristalline inchangée et ne peut changer que structurellement, ainsi que le broyage.

Le recuit incomplet de l'acier permet d'équilibrer l'état interne et les propriétés d'objets simples, il consomme moins d'énergie.

Faible recuit (recristallisation)

Objets tous les types d'acier au carbone laminé, acier allié avec une teneur en carbone de 0,65% (par exemple, roulement à billes), pièces et ébauches de métaux non ferreux ne contenant pas de défauts internes graves, mais nécessitant une correction de faible puissance

But:

• élimination des contraintes internes et de l'écrouissage dû à l'influence des déformations à froid et à chaud;
• élimination des effets négatifs du refroidissement inégal des structures soudées, augmentant la ductilité et la résistance des joints;
• homogénéité de la microstructure des produits de métallurgie non ferreux;
• sphéroïdisation de la perlite en plaques - lui donnant une forme granuleuse.

La technologie.

Les pièces sont chauffées à 50–100 ° C en dessous du point critique Ac₁. Sous l'influence de telles influences sont éliminéschangements internes mineurs. L'ensemble du processus technologique prend environ 1 à 1,5 heure. Plage de température approximative pour certains matériaux:

1. Acier au carbone et alliages de cuivre - 600-700˚С.
2. Alliages de nickel - 800-1200˚С.
3. Alliages d'aluminium - 300-450˚С.

Le refroidissement se fait à l'air. Pour les aciers martensitiques et bainitiques, la technologie des métaux donne un autre nom à ce processus - haute trempe. C'est un moyen simple et abordable d'améliorer les propriétés des pièces et des structures.

Homogénéisation (recuit par diffusion)

Objets: gros produits de fonderie, en particulier des pièces moulées en acier allié.

But: distribution uniforme des atomes des éléments d'alliage dans les réseaux cristallins et de tout le volume du lingot à la suite de la diffusion à haute température; ramollir la structure de la pièce, en réduisant sa dureté avant d'effectuer des opérations technologiques ultérieures.

La technologie. Le matériau est chauffé à des températures élevées de 1000-1200 ° C. Les caractéristiques thermiques stables doivent être maintenues pendant une longue période - environ 10-15 heures, en fonction de la taille et de la complexité de la structure de fonte. À la fin de toutes les étapes des transformations à haute température, il se produit un refroidissement lent.

Le processus laborieux, cependant, très efficace de nivellement de la microstructure de grandes structures.

Recuit isothermique

Objets: produits en tôle d'acier au carbone, produits en alliages alliés et fortement alliés.

L'objectif: améliorer la microstructure, l'élimination des défauts internes en moins de temps.

La technologie. Le métal est initialement chauffé à la température de recuit complet et supporte le temps nécessaire à la transformation de toutes les structures existantes en austénite. Puis lentement refroidi par immersion dans du sel chauffé au rouge. Pour atteindre une chaleur à 50-100 C en dessous du point Ac₁ placé dans un four afin de le maintenir à ce niveau pendant le temps nécessaire à la conversion complète de l'austénite en perlite et en cémentite. Le refroidissement final a lieu dans l'air.

Le procédé permet d’obtenir les propriétés requises des billettes d’acier allié, tout en gagnant du temps, par rapport au recuit complet.

La normalisation

Objets: pièces moulées, pièces forgées et pièces en acier à faible teneur en carbone, à teneur moyenne en carbone et faiblement allié.

L'objectif: rationaliser l'état interne, donner la dureté et la résistance souhaitées, améliorer l'état interne avant les étapes ultérieures du traitement thermique et de l'usinage.

La technologie. L'acier est chauffé à des températures légèrement supérieures à la ligne GSE et ses points critiques résistent et refroidissent à l'air. Ainsi, la vitesse d'achèvement du processus augmente. Cependant, en utilisant cette procédure, vous ne pouvez obtenir une structure calme rationnelle que si la composition de l'acier est déterminée par le carbone en une quantité ne dépassant pas 0,4%. Avec des quantités croissantes de carbone, la dureté augmente. Après normalisation, le même acier a une dureté supérieure ainsi qu'un grain fin uniformément situé. Cette technique permet d’accroître considérablement la résistance des alliages à la rupture et la conformité à l’usinage.

Défauts de recuit possibles

Lors de l'exécution d'opérations de traitement thermique, il est nécessaire de respecter les modes de chauffage et de refroidissement spécifiés. En cas de non-respect des exigences, divers défauts peuvent survenir.

1. Oxydation et formation de surfacecrasse Au cours de l'opération, le métal chaud réagit avec l'oxygène de l'air, ce qui entraîne la formation de tartre à la surface de la pièce. Pour être nettoyé mécaniquement ou avec des produits chimiques spéciaux.
2. Burnout de carbone. Cela se produit également sous l'effet de l'oxygène sur le métal chaud. La réduction de la quantité de carbone dans la couche de surface entraîne une diminution de ses propriétés mécaniques et technologiques. Afin d'éviter ces processus, le recuit de l'acier doit être effectué parallèlement à l'introduction de gaz de protection dans le four, dont la tâche principale est d'empêcher l'interaction de l'alliage avec l'oxygène.
3. Surchauffe C'est une conséquence d'une longue exposition dans le four à haute température. La conséquence est une croissance excessive des grains, l'acquisition d'une structure hétérogène à grains grossiers, une fragilité accrue. Soumis à correction par la mise en œuvre d'une autre étape de recuit complet.
4. Brûlé Il résulte d'un dépassement des valeurs admissibles de chauffage et de vieillissement, conduit à la destruction des liaisons entre certains grains, endommage complètement la structure entière du métal et n'est pas sujet à correction.

Pour éviter les pannes, il est important de réaliser clairement les tâches de traitement thermique, de posséder des compétences professionnelles et de contrôler strictement le processus.

Le recuit en acier est très efficace.la technologie consistant à amener la microstructure de pièces de toute complexité et composition à la structure et aux conditions internes optimales requises pour les phases ultérieures d’effets thermiques, d’usinage et de mise en service de la structure.

</ p>>