Este artículo proporcionará una descripción bastante detallada de lo que es el recocido de recristalización. Además, para la familiarización, se considerarán otros tipos de trabajo con acero, que mejoran su estructura y trabajabilidad del metal, reducen la dureza y alivian las tensiones internas. Todas las propiedades principales de la aleación dependen de la estructura de la aleación, y el método que cambia la estructura es el tratamiento térmico. El recocido de recristalización y muchos otros tipos de tratamiento térmico fueron desarrollados por D. K. Chernov, además, este tema fue desarrollado por G. V. Kurdyumov, A. A. Bochvar, A. P. Gulyaev.
Tratamiento térmico
Esta es una combinación de varias operaciones de calentamiento con la ayuda de equipo especial y tecnología especial, con mantenimiento y enfriamiento, que se realizan estrictamente en una secuencia determinada y en modos precisos para cambiar la estructura interna de la aleación. y obtener las propiedades deseadas. El tratamiento térmico se divide en varios tipos. recocido el primerotipo, que se utiliza para absolutamente todos los metales y aleaciones, no trae transformaciones de fase en estado sólido. El recocido de recristalización se utiliza para lograr las siguientes características.
Cuando se calienta el recocido del primer tipo, aumenta la movilidad de los átomos, se elimina total o parcialmente la f alta de homogeneidad química y disminuye la tensión interna. Todo depende de la temperatura de calentamiento y el tiempo de mantenimiento. El enfriamiento lento es característico aquí. Las variaciones de este método son el recocido de alivio de tensión después de la fundición, la soldadura o el forjado, el recocido por difusión y el recocido de recristalización.
Segundo recocido
Este recocido también está destinado a metales y aleaciones que experimentan transformaciones de fase durante el recocido en estado sólido, tanto cuando se calientan como cuando se enfrían. Aquí, los objetivos son algo más amplios que los perseguidos por el recocido de recristalización del acero. El recocido del segundo tipo da como resultado una estructura más equilibrada para el procesamiento posterior del material. La granulosidad desaparece, se tritura, la viscosidad y la plasticidad aumentan, la dureza y la resistencia se reducen significativamente. Tal metal ya se puede cortar. El calentamiento se lleva a cabo a temperaturas mucho más altas que las críticas, y el enfriamiento se lleva a cabo junto con el horno, muy lentamente.
También el tratamiento térmico incluye el endurecimiento de las aleaciones para obtener resistencia y dureza. Aquí, por el contrario, se forma una estructura de no equilibrio que aumenta estos parámetros debido a la sorbita, la troostita y la martensita. Las temperaturas utilizadas también son muy superiores a las críticas, pero el enfriamiento se produce a velocidades muy elevadas. cuarto tipotratamiento térmico - templado, que alivia las tensiones internas, reduce la dureza y aumenta la tenacidad y ductilidad de los aceros templados. Cuando se calienta a temperaturas inferiores a las críticas, la velocidad de enfriamiento puede ser cualquiera. Las transformaciones reducen la estructura de no equilibrio. Así es como funciona el recocido de recristalización del acero.
Selección de modo
El tratamiento térmico puede ser preliminar y definitivo. El primero se utiliza para preparar las propiedades del material y su estructura para posteriores operaciones tecnológicas (mejora de la maquinabilidad, corte, tratamiento a presión). El tratamiento térmico final forma todas las propiedades del producto terminado. La forma en que se selecciona el modo de recocido de recristalización depende del proceso y los objetivos del tratamiento térmico.
Implica el calentamiento de una aleación o metal por encima de la temperatura de cristalización, y no menos de cien o doscientos grados. A esto le sigue la exposición a esta temperatura durante el tiempo requerido. El enfriamiento es la etapa final de este proceso. Esta tecnología se divide en recocido completo, parcial y texturizado, y la elección depende del propósito del recocido de recristalización.
Recocido completo
En la práctica, solemos utilizar el recocido completo, pero aquí debe prestar atención al hecho de que el recocido y el endurecimiento del acero son procesos diferentes. Durante el proceso de recocido de recristalización, se realizan ciertos procedimientos que preceden al trabajo en frío del metal bajo presión para facilitar el trabajo posterior con él, oel recocido es el tipo de tratamiento térmico de salida, cuando el producto terminado o semielaborado recibe las características deseadas. O se trata de una operación intermedia, por ejemplo, para la eliminación efectiva del endurecimiento en frío.
Para la disolución uniforme de los elementos de aleación en la matriz y para obtener una microestructura homogénea con las mismas propiedades materiales, el recocido se lleva a cabo en una solución especial. Los metales ferrosos requieren un recocido de recristalización a temperaturas entre 950 y 1200ºC utilizando una solución salina Durferrit Glühkohle o Durferrit GS 960..
Objetivos
La mayoría de las veces, el recocido de recristalización de aceros se lleva a cabo para llevar la estructura del material a los parámetros deseados que son necesarios para el trabajo posterior. Se utiliza después del tratamiento a presión, si la recristalización lenta no ha pasado por completo y esto no permite eliminar el endurecimiento.
Tal tecnología se usa generalmente para bobinas de aleación laminadas en caliente, donde la base es aluminio, así como después de la laminación en frío de láminas, tiras, láminas de varias aleaciones y metales no ferrosos (aquí es necesario mencionar recocido de recristalización de níquel), varillas y alambres, aceros conformados en frío y tubos estirados en frío. Un procedimiento separado es el recocido en la fabricación de productos semielaborados y productos de metales no ferrosos (incluido el níquel).
Condiciones de temperatura
Diferentes materiales requieren diferentes modos de tratamiento térmico. Por lo general, todo el proceso no toma más de una hora para completar el recocido de recristalización, pero el régimen de temperatura para cada aleación es propio. Por lo tanto, se requieren aleaciones a base de magnesio de 300 a 400 °С, aleaciones de níquel de 800 a 1150 °С, aceros al carbono de 650 a 710 °С, para los cuales el recocido de recristalización es obligatorio. Naturalmente, no se alcanza el punto de fusión.
Las aleaciones de aluminio no necesitan tanto, basta de 350 a 430 °C, y el aluminio puro recristaliza a temperaturas de 300 a 500 °C. De 670 a 690 °C se requiere titanio para la recristalización, de 700 a 850 °C se requieren composiciones de cobre y níquel, de 600 a 700 °C se necesita bronce y latón, y menos cobre puro, se inicia la recristalización a partir de 500 °C. Tales modos de recocido de recristalización son necesarios para ciertos metales y aleaciones.
Procesamiento por difusión de metales
Este tipo de recocido también se denomina homogeneización y se lleva a cabo para eliminar las consecuencias de la segregación dendrítica. El recocido por difusión es necesario para aceros aleados donde el índice de ductilidad y tenacidad se reduce debido a la segregación intracristalina, lo que conduce a fracturas lamelares o frágiles. Es necesario lograr una estructura equilibrada y, por lo tanto, es necesario un tratamiento de difusión del metal fundido. Además, mejora las características mecánicas y aumenta la uniformidad de las propiedades en todo el producto terminado.
Esto es lo que sucedeproceso: se disuelven las fases en exceso, se iguala la composición química, aparecen y crecen los poros, aumenta el tamaño del grano. Este tipo de tratamiento térmico requiere una larga exposición del metal a temperaturas superiores a las críticas (aquí podemos hablar de 1200 grados centígrados).
Tratamiento térmico isotérmico
Este tipo de recocido se recomienda para aceros aleados donde, a temperatura constante, la austenita se descompone en ferrita y cementita en la mezcla. Tal descomposición puede ocurrir en otros tipos de recocido si hay un enfriamiento gradual debido a una disminución constante y sucesiva de la temperatura. Así, se logra la uniformidad de la estructura, se reduce el tiempo de tratamiento térmico.
El esquema de recocido isotérmico es el siguiente: primero, calentar hasta un indicador que supere el punto crítico superior en 50-70 grados, y luego bajar la temperatura en 150 grados. Después de eso, la parte calentada se transfiere a un horno o baño, donde la temperatura se mantiene a no más de 700 °C. La duración del procedimiento dependerá de la composición del metal y de las dimensiones geométricas de la pieza. Los compuestos de aleación pueden tardar horas, mientras que las láminas de acero al carbono laminadas en caliente tardan minutos.
Diferencias
Con el recocido completo, se asegura la recristalización del acero, liberando al metal de varios defectos estructurales. El acero recibe sus propiedades más importantes y características, se reblandece para su posterior corte. Necesidadprimero caliéntelo a una temperatura superior a Ac3 entre 30 y 50 grados, caliéntelo y luego enfríelo lentamente.
La mayoría de las veces, la exposición dura al menos media hora, pero no más de una hora por tonelada de acero con una velocidad de calentamiento de 100 grados centígrados por hora. La velocidad de enfriamiento varía según la composición del acero y la estabilidad de la austenita. Si se enfría rápidamente, la estructura dispersa de cementita ferrítica puede ser demasiado dura.
Refrescarse
La velocidad de enfriamiento se regula enfriando el horno con su apagado gradual y abriendo la puerta. Con el recocido completo, lo principal es no sobrecalentar la aleación. El recocido parcial se realiza a temperaturas por debajo de Ac3, pero ligeramente por encima de Ac1.
Entonces el acero se recristalizará parcialmente y, por lo tanto, no se librará de los defectos. Así es como se tratan los aceros sin bandas ferríticas, si solo necesitan ablandarse antes de su posterior procesamiento y corte. Además de completo e incompleto, también existe el recocido de recristalización texturizante.
Solicitud
A veces, el recocido complementa el trabajo en caliente (las bobinas laminadas en caliente, como las aleaciones de aluminio, se recocen antes del laminado en frío para eliminar el trabajo duro que se producirá como consecuencia del laminado en caliente).
El recocido de este tipo se usa mucho más en la producción de productos y productos semiacabados a partir de aleaciones y metales no ferrosos puros. Esto ya es una operación de tratamiento térmico independiente. En comparación con los aceros, una gran cantidad de metales no ferrosos se someten a trabajo en frío, después de lo cual es necesario el recocido de recristalización.
En la industria
Si se requiere una forma granular de cementita, mantener la aleación durante el recocido hasta la recristalización completa puede durar mucho tiempo, varias horas. Para la deformación en frío, que generalmente sigue al recocido, es la forma granular de cementita la más favorable, que ocurre durante la recristalización en el proceso de nucleación y crecimiento de granos no deformados, y esto requiere calentamiento a una cierta temperatura.
El recocido de recristalización en la industria es la operación inicial para impartir plasticidad a una aleación o metal antes del trabajo en frío. No menos frecuente es su presencia en el intervalo entre las operaciones de deformación en frío para eliminar el endurecimiento, y también como proceso final de tratamiento térmico de salida para que el producto o semielaborado adquiera las propiedades que necesita.
Cómo sucede
Cuando se calienta, el metal deformado aumenta la movilidad de los átomos. Los granos viejos se estiran, se vuelven vulnerables, los granos nuevos, ya equilibrados y libres de tensión, nacen y crecen intensamente. Chocan con los viejos y alargados, absorbiéndolos en su crecimiento hasta su completa desaparición. La recristalización del acero y las aleaciones es el objetivo principal del recocido de recristalización. Cuando se calienta después de alcanzar la temperatura requerida, el límite elástico y la resistencia del material disminuyen considerablemente.
Pero aumenta la plasticidad, funciona para mejorar la maquinabilidad. La temperatura a la que comienza la recristalización se denomina umbral.recristalización. Cuando se alcanza, el metal se ablanda. La temperatura no puede ser constante. Para una aleación o metal en particular, la duración del calentamiento, el grado de deformación previa, el tamaño de grano inicial y mucho más juegan un papel igualmente importante.
