Este artigo fornecerá uma descrição bastante detalhada do que é o recozimento de recristalização. Além disso, para familiarização, serão considerados outros tipos de trabalho com aço, que melhoram sua estrutura e trabalhabilidade do metal, reduzem a dureza e aliviam as tensões internas. Todas as principais propriedades da liga dependem da estrutura da liga, e o método que altera a estrutura é o tratamento térmico. O recozimento de recristalização e muitos outros tipos de tratamento térmico foram desenvolvidos por D. K. Chernov, além disso, este tópico foi desenvolvido por G. V. Kurdyumov, A. A. Bochvar, A. P. Gulyaev.
Tratamento térmico
Esta é uma combinação de várias operações de aquecimento com a ajuda de equipamentos especiais e tecnologia especial, com retenção e resfriamento, que são realizados estritamente em uma determinada sequência e sob modos precisos para alterar a estrutura interna da liga e obter as propriedades desejadas. O tratamento térmico é dividido em vários tipos. Recozimento do primeirotipo, que é usado para absolutamente todos os metais e ligas, não traz transformações de fase no estado sólido. O recozimento de recristalização é usado para obter as seguintes características.
Quando o recozimento do primeiro tipo é aquecido, a mobilidade dos átomos aumenta, a heterogeneidade química é total ou parcialmente eliminada e a tensão interna diminui. Tudo depende da temperatura de aquecimento e do tempo de espera. O resfriamento lento é característico aqui. As variações deste método são o recozimento de alívio de tensão após a fundição, soldagem ou forjamento, recozimento por difusão e recozimento de recristalização.
Segundo Recozimento
Este recozimento também se destina a metais e ligas que sofrem transformações de fase durante o recozimento no estado sólido - tanto quando aquecidos quanto quando resfriados. Aqui, os objetivos são um pouco mais amplos do que aqueles perseguidos pelo recozimento de recristalização do aço. O recozimento do segundo tipo resulta em uma estrutura mais equilibrada para processamento posterior do material. A granulação desaparece, é esmagada, a viscosidade e a plasticidade aumentam, a dureza e a resistência são significativamente reduzidas. Tal metal já pode ser cortado. O aquecimento é realizado a temperaturas muito superiores às críticas, e o resfriamento ocorre junto com o forno - muito lentamente.
Também o tratamento térmico inclui o endurecimento de ligas para resistência e dureza. Aqui, ao contrário, forma-se uma estrutura de não equilíbrio, o que aumenta esses parâmetros devido à sorbita, troostita e martensita. As temperaturas utilizadas também são muito mais altas que as críticas, mas o resfriamento ocorre em velocidades muito altas. quarto tipotratamento térmico - têmpera, que alivia as tensões internas, reduz a dureza e aumenta a tenacidade e a ductilidade dos aços endurecidos. Quando aquecido a temperaturas abaixo do crítico, a taxa de resfriamento pode ser qualquer. As transformações reduzem a estrutura de não equilíbrio. É assim que funciona o recozimento de recristalização do aço.
Seleção de modo
O tratamento térmico pode ser preliminar e final. O primeiro é usado para preparar as propriedades do material e sua estrutura para outras operações tecnológicas (melhoria da usinabilidade, corte, tratamento de pressão). O tratamento térmico final forma todas as propriedades do produto acabado. Como o modo de recozimento de recristalização é selecionado depende do processo e objetivos do tratamento térmico.
Implica o aquecimento de uma liga ou metal acima da temperatura de cristalização, e não inferior a cem ou duzentos graus. Isto é seguido por exposição a esta temperatura durante o tempo necessário. O resfriamento é a etapa final desse processo. Essa tecnologia é dividida em recozimento total, parcial e texturizado, e a escolha depende de qual é a finalidade do recozimento de recristalização.
Recozimento total
Na prática, geralmente usamos o recozimento completo, mas aqui você precisa prestar atenção ao fato de que o recozimento e o endurecimento do aço são processos diferentes. Durante o processo de recozimento de recristalização, são realizados certos procedimentos que precedem o trabalho a frio do metal sob pressão para facilitar o trabalho posterior com ele, ourecozimento é o tipo de saída do tratamento térmico, quando o produto acabado ou semi-acabado recebe as características desejadas. Ou esta é uma operação intermediária, por exemplo - para a remoção efetiva do endurecimento a frio.
Para a dissolução uniforme dos elementos de liga na matriz e para obter uma microestrutura homogênea com as mesmas propriedades do material, o recozimento é realizado em uma solução especial. Metais ferrosos requerem recozimento de recristalização em temperaturas entre 950 e 1200ºC usando uma solução salina Durferrit Glühkohle ou Durferrit GS 960..
Golos
Na maioria das vezes, o recozimento de recristalização de aços é realizado para levar a estrutura do material aos parâmetros desejados necessários para trabalhos posteriores. É usado após o tratamento de pressão, se a recristalização lenta não tiver passado completamente, e isso não permite que o endurecimento seja removido.
Tal tecnologia é normalmente utilizada para bobinas de ligas laminadas a quente, onde a base é de alumínio, bem como após a laminação a frio de chapas, tiras, lâminas de diversas ligas e metais não ferrosos (aqui é necessário mencionar recozimento por recristalização de níquel), vergalhões e fios, aços conformados a frio e tubos trefilados a frio. Um procedimento separado é o recozimento na fabricação de produtos semi-acabados e produtos de metais não ferrosos (incluindo níquel).
Condições de temperatura
Diferentes materiais requerem diferentes modos de tratamento térmico. Normalmente, todo o processo não leva mais de uma hora para completar o recozimento de recristalização, mas o regime de temperatura para cada liga é próprio. Portanto, ligas à base de magnésio são necessárias de 300 a 400 °С, ligas de níquel são necessárias de 800 a 1150 °С, aços carbono são necessários de 650 a 710 °С, para os quais o recozimento de recristalização é obrigatório. O ponto de fusão naturalmente não é alcançado.
As ligas de alumínio não precisam tanto, basta de 350 a 430 °C, e o alumínio puro recristaliza em temperaturas de 300 a 500 °C. De 670 a 690 °C é necessário titânio para recristalização, de 700 a 850 °C são necessárias composições de cobre e níquel, de 600 a 700 °C são necessários bronze e latão, e ainda menos cobre puro, inicia a recristalização a partir de 500 °C. Tais modos de recozimento de recristalização são necessários para certos metais e ligas.
Processamento por difusão de metais
Esse tipo de recozimento também é chamado de homogeneização e é realizado para eliminar as consequências da segregação dendrítica. O recozimento por difusão é necessário para aços-liga onde o índice de ductilidade e tenacidade é reduzido devido à segregação intracristalina, o que leva a fraturas lamelares ou frágeis. É necessário alcançar uma estrutura de equilíbrio e, portanto, o tratamento por difusão do metal fundido é necessário. Além disso, melhora as características mecânicas e aumenta a uniformidade das propriedades em todo o produto acabado.
Aqui está o que aconteceprocesso: as fases em excesso são dissolvidas, a composição química é nivelada, os poros aparecem e crescem, o tamanho do grão aumenta. Este tipo de tratamento térmico requer uma longa exposição do metal em temperaturas acima do crítico (aqui podemos falar de 1200 graus Celsius).
Tratamento térmico isotérmico
Este tipo de recozimento é recomendado para ligas de aço onde, a uma temperatura constante, a austenita se decompõe em ferrita e cementita na mistura. Tal decomposição pode ocorrer em outros tipos de recozimento se houver um resfriamento gradual devido a uma diminuição constante e sucessiva da temperatura. Assim, a uniformidade da estrutura é alcançada, o tempo de tratamento térmico é reduzido.
O esquema de recozimento isotérmico é o seguinte: primeiro, aquecendo a um indicador que excederá o ponto crítico superior em 50-70 graus, depois abaixando a temperatura em 150 graus. Depois disso, a parte aquecida é transferida para um forno ou banho, onde a temperatura é mantida não superior a 700 °C. A duração do procedimento dependerá da composição do metal e das dimensões geométricas da peça. Os compostos de liga podem levar horas, enquanto as chapas de aço carbono laminadas a quente levam minutos.
Diferenças
Com recozimento total, a recristalização do aço é garantida, aliviando o metal de vários defeitos estruturais. O aço recebe suas propriedades mais importantes e características, amolece para corte posterior. Necessidadeprimeiro aqueça-o a uma temperatura acima de Ac3 em 30-50 graus, aqueça-o e depois esfrie-o lentamente.
Na maioria das vezes, a exposição dura pelo menos meia hora, mas não mais que uma hora por tonelada de aço com uma taxa de aquecimento de 100 graus Celsius por hora. A taxa de resfriamento varia dependendo da composição do aço e da estabilidade da austenita. Se resfriada rapidamente, a estrutura dispersa de ferrítico-cementita pode ser muito dura.
Resfriando
A taxa de resfriamento é regulada pelo resfriamento do forno com seu desligamento gradual e abertura da porta. Com o recozimento completo, o principal é não superaquecer a liga. O recozimento parcial é realizado em temperaturas abaixo de Ac3, mas ligeiramente acima de Ac1.
Então o aço recristalizará parcialmente e, portanto, não se livrará de defeitos. É assim que os aços sem bandas ferríticas são tratados, se eles apenas precisam ser amolecidos antes do processamento e corte. Além de completo e incompleto, há também recozimento de recristalização texturizante.
Aplicativo
Às vezes o recozimento complementa o trabalho a quente (bobinas laminadas a quente, como ligas de alumínio, são recozidas antes da laminação a frio para remover o trabalho pesado que pode ocorrer como consequência da laminação a quente).
O recozimento deste tipo é muito mais utilizado na produção de produtos e produtos semi-acabados a partir de ligas e metais não ferrosos puros. Esta já é uma operação independente de tratamento térmico. Em comparação com os aços, um grande número de metais não ferrosos é submetido ao trabalho a frio, após o qual é necessário o recozimento de recristalização.
Na indústria
Se for necessária uma forma granular de cementita, manter a liga durante o recozimento até a recristalização completa pode durar muito tempo - várias horas. Para a deformação a frio, que geralmente segue o recozimento, é a forma granular da cementita a mais favorável, que ocorre durante a recristalização no processo de nucleação e crescimento de grãos não deformados, e isso requer aquecimento a uma determinada temperatura.
O recozimento de recristalização na indústria é a operação inicial para conferir plasticidade a uma liga ou metal antes do trabalho a frio. Não é menos frequente no intervalo entre as operações de deformação a frio para remover o endurecimento, e também como um processo de tratamento térmico final de saída para que o produto ou produto semi-acabado adquira as propriedades necessárias.
Como acontece
Quando aquecido, o metal deformado aumenta a mobilidade dos átomos. Os grãos velhos esticam-se, tornam-se vulneráveis, os novos grãos, já equilibrados e livres de tensão, nascem e crescem intensamente. Eles colidem com os velhos e alongados, absorvendo-os em seu crescimento até seu completo desaparecimento. A recristalização de aço e ligas é o principal objetivo do recozimento de recristalização. Quando aquecido após atingir a temperatura necessária, a resistência ao escoamento e a resistência do material diminuem bastante.
Mas a plasticidade aumenta, trabalha para melhorar a usinabilidade. A temperatura na qual a recristalização começa é chamada de limiar.recristalização. Quando é alcançado, o metal amolece. A temperatura não pode ser constante. Para uma liga ou metal em particular, a duração do aquecimento, o grau de pré-deformação, o tamanho inicial do grão e muito mais desempenham um papel igualmente importante.
