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Transformación de templado del acero.
Transformación de templado del acero.
1. Definición de templado del acero
El templado es un proceso esencial de tratamiento térmico posterior al enfriamiento del acero. Se refiere a recalentar acero martensítico templado a una temperatura por debajo del punto crítico eutectoide A₁, mantener la temperatura durante un cierto período y luego enfriarlo a temperatura ambiente a un ritmo controlado.
Después del enfriamiento, el acero forma martensita metaestable y austenita retenida residual, que presenta una dureza ultra alta pero una fragilidad severa y una enorme tensión residual interna. El servicio directo de piezas de trabajo templadas causará fácilmente deformaciones, grietas e inestabilidad dimensional, por lo que el templado es un procedimiento indispensable para todas las piezas de acero templadas.
2. Propósitos fundamentales del templado en la producción industrial
- Ajustar propiedades mecánicas integrales
Reduzca la dureza excesiva y la fragilidad del acero templado, equilibre la dureza, la resistencia, la plasticidad y la tenacidad para satisfacer los diferentes requisitos de servicio de piezas mecánicas, herramientas y moldes.
- Eliminar el estrés residual de enfriamiento
El enfriamiento genera un gran estrés térmico y estrés de transformación del tejido. El templado oportuno libera la tensión interna para evitar la deformación de la pieza de trabajo y fallas por grietas durante el procesamiento o el servicio.
- Estabilizar la microestructura y la precisión dimensional.
La martensita y la austenita retenida son fases metaestables inestables, que se descompondrán espontáneamente y provocarán cambios de tamaño durante el uso a largo plazo. El templado los convierte en estructuras compuestas estables de ferrita y carburo para garantizar la precisión dimensional a largo plazo de los componentes de precisión (cojinetes, herramientas de medición, matrices).
3. Cuatro etapas de transformación del templado (evolución de la microestructura)
Todo el proceso de transformación del templado se divide en cuatro etapas continuas superpuestas con umbrales de temperatura y cambios metalúrgicos claros:
Etapa 1: Segregación de carbono y descomposición inicial de martensita (por debajo de 200 ℃)
- La difusión atómica es limitada; Los átomos de carbono solo migran distancias cortas y se segregan en dislocaciones, límites gemelos y planos de red de martensita para formar zonas ricas en carbono.
- Por encima de los 80 ℃, la martensita sobresaturada comienza a descomponerse y los carburos de transición ε ultrafinos precipitan dentro de las láminas de martensita.
- La dureza cae ligeramente, se alivia la tensión parcial de distorsión de la red; Se aplica principalmente al templado a baja temperatura de herramientas de corte y piezas de rodamientos (150-200 ℃).
Etapa 2: Descomposición de la austenita retenida (200–300 ℃)
La austenita retenida residual generada durante el enfriamiento se descompone en ferrita bainítica + carburos finos. Esta transformación puede provocar un ligero rebote de la dureza y el riesgo de fragilización local, que las fábricas de tratamiento térmico deben evitar en el caso de piezas de alta tenacidad.
Etapa 3: Formación de cementita estable Fe₃C (250–500 ℃)
Los carburos ε inestables se disuelven y se convierten en cementita laminar estable. La matriz de martensita pierde la mayor parte del exceso de carbono y se transforma en ferrita con bajo contenido de carbono; la microestructura compuesta se llama troostita.
La dureza disminuye obviamente mientras que la tenacidad y la ductilidad aumentan bruscamente. El templado a temperatura media (350–500 ℃) en este intervalo se usa ampliamente para resortes, componentes elásticos y matrices de forjado en caliente, obteniendo un alto límite elástico y resistencia a la fatiga.
Etapa 4: Engrosamiento de carburo y recristalización de ferrita (por encima de 500 ℃)
Las partículas de cementita se agregan, se esferoidizan y crecen; La matriz de ferrita sufre una recuperación total y recristalización en granos equiaxiales. La microestructura final es sorbita (cementita esferoidizada distribuida en ferrita blanda).
El templado a alta temperatura (500–650 ℃) combina con el templado para formar acero templado, con excelente resistencia y tenacidad integral, utilizado para ejes, engranajes y piezas estructurales de servicio pesado en maquinaria y en la industria automotriz.
4. Tres clasificaciones comunes de templado industrial
(1) Templado a baja temperatura (150–200 ℃)
Microestructura: martensita templada con pequeños carburos ε
Propiedades: Alta dureza (58–64 HRC), ligera mejora de la tenacidad, baja tensión
Productos típicos: herramientas de corte, calibres de medición, anillos de rodamiento, superficies de engranajes cementadas
(2) Templado a temperatura media (350–500 ℃)
Microestructura: troostita templada
Propiedades: Dureza media (40–50 HRC), excelente elasticidad y resistencia a la fatiga.
Productos típicos: varios resortes, discos de embrague, moldes para cargas ligeras.
(3) Templado a alta temperatura (500–650 ℃)
Microestructura: sorbita templada
Propiedades: Dureza media (22–35 HRC), excelente combinación entre resistencia y tenacidad.
Productos típicos: cigüeñales de motor, engranajes de transmisión, bielas de alta resistencia, piezas de válvulas hidráulicas
5. Factores clave que influyen en la transformación del templado
- Temperatura de templado
El factor más decisivo: una temperatura más alta acelera la precipitación de carburo, el engrosamiento y la recristalización de ferrita, lo que reduce la dureza y aumenta significativamente la tenacidad. Los aceros aleados desplazan todas las etapas de transformación a temperaturas más altas debido al efecto de fijación del elemento de aleación.PMC.
- tiempo de espera
Una sujeción suficiente garantiza una transformación completa del tejido y un alivio total del estrés; Una sujeción demasiado breve provoca un templado incompleto y dimensiones inestables.
- Composición química del acero.
Contenido de carbono: un mayor contenido de carbono forma más carburos después del templado, conservando una mayor dureza.Elementos de aleación (Cr, Mo, V, W): retrasan la descomposición de la martensita y el engrosamiento del carburo, producen carburos de aleación, mejoran la resistencia al temple (fenómeno de endurecimiento secundario para aceros para matrices para trabajo en caliente).
- Velocidad de enfriamiento después del templado
El acero al carbono ordinario adopta refrigeración por aire; El acero de alta aleación sensible a la fragilidad del temple requiere un enfriamiento rápido del aceite para evitar la segregación de impurezas intergranulares y la pérdida de tenacidad.
6. Defectos industriales comunes relacionados con la transformación del templado
- Tiempo del Pub : 2026-07-15 09:02:43 >> Lista de las noticias
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