Introduction d'un nouveau procédé d'extinction

introductionSteel est trempé en chauffant l'acier à une température supérieure à la température critique Ac3 (acier hypo-eutectoïde) ou Ac1 (acier hypereutectoïde), en le maintenant pendant un certain temps afin de l'austénitiser totalement ou partiellement, puis de le refroidir à une température supérieure à la vitesse de refroidissement critique. Refroidissement rapide en dessous du processus de traitement thermique martensitique Ms (ou Ms près de l'isotherme) (ou bainite). Le traitement en solution de matériaux tels que les alliages d'aluminium, les alliages de cuivre, les alliages de titane, le verre trempé, etc., ou les procédés de traitement thermique avec refroidissement rapide, est également couramment appelé trempe. La trempe est un processus de traitement thermique courant, principalement utilisé pour augmenter la dureté du matériau. Habituellement, à partir du milieu de trempe, peuvent être divisés en trempe à l’eau, trempe à l’huile, trempe organique. Avec le développement de la science et de la technologie, de nouveaux procédés de trempe sont apparus.1 Méthode de trempe refroidie par air à haute pressionPièces de travail dans le fort flux de gaz inerte se refroidissant rapidement et uniformément, afin de prévenir l’oxydation de surface, d’éviter les fissures, de réduire les distorsions, de garantir la dureté requise, principalement pour la trempe de l'acier à outils. Cette technologie a récemment progressé rapidement et la gamme d'applications s'est considérablement élargie. À l’heure actuelle, la technologie de trempe sous vide sous gaz s’est développée rapidement et le refroidissement par gaz à débit élevé sous pression négative (<1 × 105 Pa) suivi d’un refroidissement par gaz et d’une pression élevée (1 × 105 ~ 4 × 105 Pa) 10 × 105 Pa) refroidi par air, ultra-haute pression (10 × 105 ~ 20 × 105 Pa), refroidi par air et autres nouvelles technologies non seulement améliorant considérablement la capacité de refroidissement sous vide du refroidissement par air, et éteint la brillance de la surface de la pièce, bonne, petite déformation, mais également un rendement élevé, économie d'énergie, sans pollution et ainsi de suite. La trempe sous vide à haute pression refroidie au gaz est la trempe et la trempe des matériaux, la solution, le vieillissement, la cémentation ionique et la carbonitruration de l’acier inoxydable et des alliages spéciaux, ainsi que le frittage sous vide, le refroidissement et la trempe après brasage. Avec une trempe de refroidissement à l'azote haute pression 6 × 105 Pa, la charge ne peut être refroidie que de manière lâche. L'acier rapide (W6Mo5Cr4V2) peut être durci jusqu'à 70 ~ 100 mm, un alliage à chaud pour le travail à chaud, jusqu'à 25 ~ 100 mm, or à froid matrices de travail en acier (comme Cr12) jusqu'à 80 ~ 100 mm. Lorsqu'elle est trempée avec 10 × 10 5 Pa d'azote haute pression, la charge refroidie peut être intensive, augmentant la densité de charge d'environ 30% à 40% par rapport au refroidissement de 6 × 10 5 Pa. Lorsqu'elle est trempée avec 20 × 10 5 Pa -Azote à haute pression ou un mélange d’hélium et d’azote, les charges refroidies sont denses et peuvent être regroupées. La densité de 6 × 105 Pa refroidissant à l'azote entre 80% et 150%, peut être refroidie tous les aciers rapides, les aciers fortement alliés, les aciers pour outils de travail à chaud et les aciers alliés Cr13% chrome ainsi que les aciers trempés à l'huile, tels que les grands Acier 9Mn2V. Les fours de trempe à double chambre refroidis par air avec des chambres de refroidissement séparées ont une meilleure capacité de refroidissement que le même type de fours à une chambre. Le four à double chambre refroidi à l'azote de 2 × 105 Pa a le même effet de refroidissement que le four à chambre unique de 4 × 105 Pa. Cependant, les coûts d'exploitation, les coûts de maintenance faibles. Comme l'industrie des matériaux de base de la Chine (graphite, molybdène, etc.) et les composants auxiliaires (moteur) et d'autres niveaux à améliorer. Par conséquent, améliorer les soins sous vide à haute pression à chambre unique 6 × 105 Pa tout en maintenant le développement du four de refroidissement à pression à double chambre et à haute pression refroidi par air plus conforme aux conditions nationales de la Chine.Figure 1 Four sous vide refroidi2 Méthode de trempe forte La trempe conventionnelle consiste généralement à refroidir à l'huile, à l'eau ou en solution de polymère, et à appliquer une règle de trempe forte à l'eau ou à de faibles concentrations d'eau salée. Une trempe forte se caractérise par un refroidissement extrêmement rapide, sans craindre une distorsion excessive de l'acier ni des fissures. Le refroidissement de la trempe classique à la température de trempe, à la tension superficielle de l’acier ou à un état de faible contrainte, et à une forte trempe en cours de refroidissement, maintient le cœur de la pièce à l’état chaud pour arrêter le refroidissement, de sorte à former une contrainte de compression superficielle. Dans des conditions de trempe sévères, l'austénite surfondue à la surface de l'acier est soumise à une contrainte de compression de 1200 MPa lorsque la vitesse de refroidissement de la zone de transformation martensitique est supérieure à 30 / s, de sorte que la limite d'élasticité de l'acier après trempe est augmentée d’au moins 25%. Principe: Acier issu de la trempe austénitante de la température, la différence de température entre la surface et le cœur provoquera des contraintes internes. Le changement de phase du volume spécifique du plastique à changement de phase et du plastique à changement de phase entraînera également un stress de transformation de phase supplémentaire. Si la contrainte thermique et la superposition de contrainte de transition de phase, c'est-à-dire que la contrainte globale dépasse la limite d'élasticité du matériau, une déformation plastique se produit; si la contrainte dépasse la résistance à la traction de l'acier chaud, une fissure de trempe se forme. Lors d'une trempe intensive, la contrainte résiduelle causée par la plasticité à changement de phase et la contrainte résiduelle augmentent en raison du changement de volume spécifique de la transformation austénite-martensite. Lors du refroidissement intense, la surface de la pièce à usiner s'est immédiatement refroidie à la température du bain, la température cardiaque n'a pratiquement pas changé. Le refroidissement rapide provoque une contrainte de traction élevée qui rétrécit la couche de surface et est équilibrée par la contrainte cardiaque. L'augmentation du gradient de température augmente la contrainte de traction causée par la transformation martensitique initiale, tandis que l'augmentation de la température de début de la transformation de la martensite Ms provoque l'expansion de la couche superficielle en raison de la plasticité de transition de phase, la contrainte de traction superficielle sera considérablement réduite et transformée. en contrainte de compression, la contrainte de compression de surface est proportionnelle à la quantité de martensite de surface produite. Cette contrainte de compression superficielle détermine si le cœur subit une transformation martensitique dans des conditions de compression ou si, lors d'un refroidissement supplémentaire, il inverse la contrainte de traction superficielle. Si la transformation martensitique de l'expansion du volume cardiaque est suffisamment importante et que la martensite de surface est très dure et fragile, la couche de surface se rompra en raison de l'inversion des contraintes. À cet effet, la surface de l’acier doit présenter une contrainte de compression et la transformation martensitique du cœur doit avoir lieu aussi tard que possible.Essai de trempe intense et performances de trempe de l’acier: La méthode de trempe forte présente l’avantage de former une contrainte de compression à la surface, réduisant ainsi le risque de fissuration. et améliorer la dureté et la force. La formation de surface à 100% de martensite, l’acier reçoit la plus grande couche durcie, il peut remplacer l’acier au carbone acier plus coûteux, une forte trempe peut également promouvoir des propriétés mécaniques uniformes de l’acier et produire la plus petite distorsion de la pièce. Pièces après trempe, la durée de vie sous charge alternative peut être augmentée d'un ordre de grandeur. [1] Figure 2 Forte probabilité de formation de fissure et relation de vitesse de refroidissement3 Méthode de refroidissement du mélange eau-airPar ajuster la pression de l'eau et de l'air et la distance entre la buse d'atomisation et la surface de la pièce, la capacité de refroidissement du mélange eau-air peut être varié et le refroidissement peut être uniforme. La pratique de la production montre que l’utilisation de la loi sur la forme des pièces complexes en acier au carbone ou en acier allié durcit par trempe superficielle, ce qui peut effectivement empêcher la formation de fissures de trempe. Figure 3 Mélange eau-air4 Méthode de trempe de l’eau bouillanteUtilisation à 100 ° C de refroidissement par eau bouillante , peut obtenir un meilleur effet de durcissement, pour tremper ou normaliser l’acier. À l’heure actuelle, cette technologie a été appliquée avec succès à la trempe à la fonte ductile. Par exemple, l’alliage d’aluminium: selon les spécifications actuelles en matière de traitement thermique des pièces forgées en alliage d’aluminium, la température de l’eau de trempe est généralement contrôlée à moins de 60 ° C, la température de cette eau est basse, la vitesse de refroidissement élevée et un résidu important le stress après l'extinction se produit. Lors de l'usinage final, la contrainte interne est déséquilibrée en raison de l'incohérence de la forme et de la taille de la surface, ce qui entraîne la libération de la contrainte résiduelle, ce qui entraîne la déformation, la courbure, l'ovale et d'autres parties déformées de la pièce usinée devenant des déchets définitifs irréversibles. avec une perte grave. Par exemple: l'hélice, les aubes de compresseurs et autres alliages d'aluminium forgeant une déformation évidente après l'usinage, entraînant une tolérance de la taille des pièces. La température de l’eau de trempe a augmenté de la température ambiante (30 à 40 ° C) à la température de l’eau bouillante (90 à 100 ° C); la contrainte résiduelle moyenne de forgeage a diminué d’environ 50%. [2] Figure 4 Diagramme de trempe à l'eau bouillante5 Méthode de trempe à l'huile chaudeL'utilisation d'une huile de trempe chaude, de sorte que la pièce à travailler refroidisse davantage à une température égale ou proche de la température du point de mesure afin de minimiser la différence de température, peut empêcher efficacement la trempe la pièce de distorsion et de fissuration. La petite taille de l'acier à outils en alliage meurt à froid 160 ~ 200 dans la trempe à l'huile chaude, permet de réduire efficacement les distorsions et d'éviter les fissures.Figure 5 diagramme de trempe à l'huile chaude6 Méthode de traitement cryogéniqueLa pièce à traiter est refroidie en continu de la température ambiante à une température inférieure l'austénite retenue continue à être transformée en martensite, dans le but d'améliorer la dureté et la résistance à l'abrasion de l'acier, d'améliorer la stabilité structurelle et la stabilité dimensionnelle de la pièce à usiner, et d'améliorer efficacement la durée de vie de l'outil.Le traitement cryogénique consiste à un moyen de refroidissement pour les méthodes de traitement des matériaux. La technologie de traitement cryogénique a d'abord été appliquée aux outils d'usure, aux matériaux des outils de moulage, puis à l'acier allié, au carbure, etc. Cette méthode peut modifier la structure interne des matériaux métalliques, améliorant ainsi les propriétés mécaniques et de traitement, actuellement l'un des derniers processus de renforcement. Le traitement cryogénique (traitement cryogénique), également appelé traitement à ultra-basse température, fait généralement référence au matériau dont la température est inférieure à -130 pour un traitement visant à améliorer les performances globales du matériau. Il y a 100 ans déjà, les gens commençaient à subir un traitement par froid appliqué à des pièces de montre, améliorant ainsi la résistance, la résistance à l'usure, la stabilité dimensionnelle et la durée de vie. Le traitement cryogénique est une nouvelle technologie mise au point sur la base du traitement ordinaire au froid des années soixante. Le traitement cryogénique peut encore améliorer les propriétés mécaniques et la stabilité du matériau et offre une perspective d'application plus large.Mécanisme de traitement cryogénique: après traitement cryogénique, l'austénite résiduelle dans la structure interne du matériau métallique est transformée en martensite, et le carbure précipité est également précipité dans la martensite, de sorte que la martensite puisse être éliminée dans la contrainte résiduelle, mais améliore également la matrice de martensite, de sorte que sa dureté et sa résistance à l’usure augmentent également. L'augmentation de la dureté s'explique par la transformation d'une partie de l'austénite retenue en martensite. L'augmentation de la ténacité est due à la dispersion et à la faible précipitation de η-Fe3C. Dans le même temps, la teneur en carbone de la martensite diminue et la distorsion du réseau diminue, amélioration de la plasticité. L'équipement de traitement cryogénique comprend principalement un réservoir d'azote liquide, un système de transmission d'azote liquide, une chambre froide profonde et un système de contrôle. Dans l'application, le traitement cryogénique est répété plusieurs fois. Des procédés typiques tels que: 1120 trempe à l'huile + -196 × 1h (2-4) traitement cryogénique profond + 200 × 2h revenu. Après le traitement de l'organisation, il y a eu transformation de l'austénite, mais aussi précipitation de la dispersion de martensite trempée de relations très cohérentes avec la matrice de carbures ultrafines, après un revenu subséquent à basse température à 200, la croissance de carbures ultrafins ε carbures dispersés , le nombre et la dispersion ont considérablement augmenté. Le traitement cryogénique est répété plusieurs fois. D'une part, les carbures superfins sont précipités à partir de la martensite transformée à partir de l'austénite retenue au moment du refroidissement cryogénique précédent. D'autre part, les carbures fins continuent à précipiter dans la martensite trempée. Un processus répété peut augmenter la résistance à la compression de la matrice, la limite d'élasticité et la ténacité, améliorer la ténacité de l'acier, tout en améliorant considérablement la résistance à l'usure.Figure 6 Schéma du dispositif de traitement cryogénique traitement dû au stress thermique causé par une déformation excessive, le traitement cryogénique doit être contrôlé vitesse de refroidissement. De plus, afin d'assurer l'uniformité du champ de température à l'intérieur de l'équipement et de réduire les fluctuations de température, la conception du système de traitement cryogénique doit prendre en compte la précision du contrôle de la température du système et la rationalité de la disposition du champ d'écoulement. Dans la conception du système doit également faire attention à répondre à la moindre consommation d'énergie, haute efficacité, facilité d'utilisation et autres exigences. Ce sont la tendance actuelle de développement du système de traitement cryogénique. En outre, certains systèmes de réfrigération en développement dont la température de réfrigération va de la température ambiante à la basse température devraient également se transformer en systèmes de traitement cryogénique sans liquide avec la diminution de leur température minimale et l'amélioration de l'efficacité de la réfrigération. [3] Références: [1].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], 郝冬梅, 王成江.对 的 影响 [J]. , 2002, 25 (2): 1-3 [3], 金, 汤.处理 J J J [J].与 特 气, 2007, 25 (1): 1-3
Source: Meeyou Carbide