Quels sont les changements à l'échelle micro dans la trempe pendant le traitement thermique?

Processus de trempe

La trempe de l'acier est le processus de traitement thermique consistant à chauffer l'acier à la température critique Ac3 (acier hypoeutectoïde) ou Ac1 (acier hypereutectoïde) au-dessus de la température, en le maintenant pendant un certain temps, le rendant entièrement ou partiellement austénitique, puis refroidissant en dessous de Ms (ou isotherme près de Ms) Avec un taux de refroidissement plus rapide que critique pour la transformation de la martensite (ou bainite).

Processus

Chauffage, isolation, refroidissement.

L'essence de la trempe

L'austénite surfondue est transformée en martensite ou en bainite pour obtenir une structure en martensite ou en bainite.

But de la trempe

(1) améliorer considérablement la rigidité, la dureté, la résistance à l'usure, la résistance à la fatigue et la ténacité de l'acier, afin de répondre aux différentes exigences de diverses pièces et outils mécaniques;

(2) Par trempe pour répondre à la résistance ferromagnétique, à la corrosion et à d'autres propriétés physiques et chimiques spéciales de certains aciers spéciaux.

Application

Le processus de trempe est le plus largement utilisé, comme les outils, les outils de mesure, les moules, les roulements, les ressorts et les automobiles, les tracteurs, les moteurs diesel, les machines-outils de coupe, les outils pneumatiques, les machines de forage, les machines agricoles, les machines pétrolières, les machines chimiques, les machines textiles, les avions et d'autres pièces utilisent le processus de trempe.

Milieu de trempe

Le milieu utilisé pour le refroidissement par trempe de la pièce est appelé milieu de refroidissement de trempe (ou milieu de trempe). Le milieu de trempe idéal doit avoir la condition que la pièce puisse être trempée en martensite sans provoquer trop de contrainte de trempe.

Les milieux de trempe couramment utilisés sont l'eau, la solution aqueuse, l'huile minérale, le sel fondu, l'alcali fondu, etc.

Eau

L'eau est un milieu de trempe avec une forte capacité de refroidissement.

• Avantages: source large, prix bas, composition stable n'est pas facile à détériorer.

• Inconvénients: La capacité de refroidissement est instable, ce qui est facile à déformer ou à fissurer la pièce. Dans la zone "nez" de la courbe C (environ 500 ~ 600 ℃), l'eau est dans la phase de film de vapeur, et le refroidissement n'est pas assez rapide, et le "point mou" sera formé. Dans la zone de température de transition martensitique (100 ~ 300 ℃), l'eau est dans l'étape d'ébullition, et le refroidissement est trop rapide, ce qui est facile à rendre la vitesse de transition martensitique trop rapide et à produire une grande contrainte interne, entraînant une déformation et même une fissuration de la pièce. Lorsque la température de l'eau augmente, l'eau contient plus de gaz ou l'eau est mélangée avec des impuretés insolubles (telles que l'huile, le savon, la boue, etc.), ce qui réduira considérablement sa capacité de refroidissement.

• Application: Il convient à la trempe et au refroidissement de la pièce en acier au carbone avec une petite taille de section et une forme simple.

Eau salée et eau alcaline

• Ajouter une quantité appropriée de sel et d'alcali dans l'eau, de sorte que la pièce à haute température immergée dans le milieu de refroidissement, dans la précipitation de l'étape du film de vapeur de sel et de cristaux d'alcali et éclater immédiatement, le film de vapeur est détruit, la surface de la pièce est également soufflée, Ce qui peut améliorer la capacité de refroidissement du milieu dans la région à haute température, son inconvénient est que le milieu est corrosif.

• Application: Dans des circonstances normales, la concentration d'eau salée est 10% et la concentration de solution aqueuse de soude caustique est 10% à 15%. Il peut être utilisé comme moyen de trempe pour l'acier au carbone et la pièce de structure en acier faiblement allié, la température d'utilisation ne doit pas dépasser 60 ℃, et doit être nettoyé à temps après la trempe et le traitement antirouille.

Huile

• Le milieu de refroidissement utilise généralement de l'huile minérale (huile minérale), telle que l'huile, l'huile de transformateur et l'huile diesel. L'huile utilise généralement No. 10, non. 20, non. 30 huile, plus le nombre d'huile est grand, plus la viscosité est grande, plus le point d'éclair est élevé, plus la capacité de refroidissement est faible, l'utilisation de la température augmente en conséquence.

Méthode de trempe

Une trempe liquide

Il s'agit d'une méthode d'opération de trempe dans laquelle les parties chimiques austénitiques sont immergées dans un milieu de trempe et refroidies à température ambiante. Le milieu de trempe liquide unique comprend de l'eau, de l'eau salée, de l'eau alcaline, de l'huile et un agent de trempe spécialement préparé.

• Avantages: Opération simple, propice à la mécanisation et à l'automatisation.

• Inconvénients: La vitesse de refroidissement est limitée par les caractéristiques de refroidissement du milieu et affecte la qualité de la trempe.

• Application: Pour l'acier au carbone, la trempe à un seul liquide ne convient que pour une pièce de forme simple.

Double trempe

Les pièces chimiques austénitiques sont d'abord immergées dans un milieu avec une forte capacité de refroidissement, et les pièces en acier sont éliminées entre la température du milieu de trempe et immédiatement immergées dans un autre milieu avec une faible capacité de refroidissement, comme l'eau après huile, eau après air et ainsi de suite. La double trempe liquide réduit la déformation et la tendance à la fissuration, l'opération n'est pas facile à maîtriser et l'application présente certaines limites.

Trempe martensitique fractionnée

• Ce sont les pièces chimiques austénitiques d'abord immergées dans la température légèrement supérieure ou légèrement inférieure au point martensitique en acier du milieu liquide (bain de sel ou bain d'alcali), maintiennent le temps approprié, jusqu'à ce que les parties en acier des couches intérieure et extérieure soient atteintes à la température moyenne après le refroidissement par air, Afin d'obtenir un processus de trempe à structure martensitique, également appelé trempe fractionnée.

• Avantages: Trempe fractionnée car la température fractionnée reste à la même température à l'intérieur et à l'extérieur de la pièce après le refroidissement par air, de sorte qu'elle peut réduire efficacement la contrainte de changement de phase et la contrainte thermique, réduire la déformation de trempe et la tendance à la fissuration.

• Application: Convient pour les pièces en acier allié et en acier fortement allié avec des exigences de déformation élevées, et peut également être utilisé pour les pièces en acier au carbone avec une petite section transversale et une forme complexe.

Trempe isotherme de bainite

C'est l'austénitisation de l'acier, de sorte que le refroidissement rapide à la plage de température de transition de bainite (260 ~ 400 ℃) entretien isotherme, de sorte que l'austénite dans le processus de trempe de bainite, parfois appelé trempe isotherme, le temps de détention général est de 30 ~ 60min.

Trempe combinée

La pièce est refroidie en dessous de Ms pour obtenir de la martensite à 20% 10%, puis isotherme dans la zone de température inférieure de bainite. Cette méthode de refroidissement permet à la pièce à grande section d'obtenir une structure M B. La martensite formée lors de la pré-trempe peut favoriser la transformation de bainite et tempérer la martensite à l'isotherme. La trempe composite est utilisée pour les pièces en acier à outils en alliage pour éviter le premier type de fragilité de revenu et réduire le volume d'austénite résiduel, c'est-à-dire la déformation et la fissuration.