En primer lugar, la deformación por temple tiene cambios dimensionales y de forma.
La deformación por temple (distorsión) tiene dos tipos: cambio dimensional y cambio de forma (deformación). El llamado cambio dimensional es el cambio dimensional causado por la expansión o contracción causada por el cambio de fase durante el temple, refiriéndose principalmente a deformaciones similares como elongación, acortamiento, engrosamiento y adelgazamiento. La deformación es causada principalmente por el pandeo causado por el peso propio de las piezas y la distorsión de la forma causada por el estrés, como deformaciones no similares como deformación, flexión y torsión. Por supuesto, si el tamaño cambia, su forma también cambia, por lo que es común confundirse sobre si es un cambio dimensional o una deformación, y los cambios dimensionales y la deformación a menudo se superponen. Es más apropiado expresarlo figurativamente usando la deformación por temple. La definición de deformación por temple en metalurgia es el estado donde la suma de tensiones generadas por las piezas después del tratamiento térmico tiende a cero.
La aparición de la deformación por extinción implica tres etapas:
① Calentamiento (basado en la eliminación de la tensión interna);
② Aislamiento (caída debido al peso propio, es decir, flexión por caída);
③ Enfriamiento (basado en enfriamiento desigual y transformación de fase). Estas tres etapas se superponen y eventualmente provocan deformación por temple en las piezas.
En segundo lugar, 6 preguntas sobre los cambios dimensionales
1. ¿Cuál es la causa del cambio dimensional? Generalmente, el cambio dimensional se debe a un cambio organizativo, es decir, a la expansión y contracción causadas por la transformación de fase. La expansión ocurre cuando el temple genera martensita, mientras que la contracción ocurre cuando se genera austenita residual, y la magnitud de la contracción es proporcional a la cantidad de austenita residual. Durante el revenido, generalmente se produce contracción, y en el acero aleado que ha sido revenido y endurecido repetidamente se produce expansión. Además, durante el tratamiento en frío, la martensita de la austenita residual se expande, causando cambios dimensionales. El volumen específico de estas organizaciones aumenta con el aumento del contenido de carbono. A mayor contenido de carbono, mayor es el cambio dimensional.
2. Cambios de material y dimensionales: El cambio dimensional (deformación por temple) causado por el temple varía con el material del acero. P, Mo, Cr, C y Mn tienen una gran influencia en el cambio dimensional, mientras que Si y Ni tienen una pequeña influencia en el cambio dimensional. Los aceros para herramientas de calibre y corte SKS3 y SKS31 (acero para herramientas W-Cr-Mn) son aceros con una pequeña deformación por temple e incluso se denominan aceros que no sufren deformación por temple. En segundo lugar, la línea de flujo plástico del acero tiene una gran influencia en el cambio dimensional del temple. A lo largo de la dirección de la línea de flujo plástico, es decir, en la dirección longitudinal, el cambio dimensional es grande; en la dirección perpendicular a la dirección longitudinal, es decir, en la dirección transversal, el cambio dimensional es pequeño. Por lo tanto, al tomar materiales, es necesario prestar atención a la consistencia de la dirección de la línea de flujo plástico. Además, la segregación lineal de carburos también afecta el cambio dimensional.
3. Temple y cambio dimensional
(1) Cambio dimensional causado únicamente por cambios organizativos: Durante el temple de piezas de acero, se producen diversos cambios organizativos. Estos cambios organizativos provocan cambios dimensionales. Cuando la estructura austenítica se transforma en martensita (temple completo), el cambio dimensional (expansión) de la pieza es el mayor; cuando la estructura austenítica se transforma en bainita, el cambio dimensional es aproximadamente un tercio del anterior; cuando se transforma en perlita (recocido), es aproximadamente un cuarto del anterior. Además, la expansión causada por la martensita aumenta con el aumento del contenido de carbono en el acero.
(2) Influencia de la austenita retenida: Debido al efecto del temple, incluso si queda una pequeña cantidad de austenita, el cambio dimensional causado por la expansión se reducirá consecuentemente. Por lo tanto, la presencia de una pequeña cantidad de austenita retenida reduce el cambio dimensional. Sin embargo, la presencia de austenita retenida reduce la dureza del temple y causa deformación por envejecimiento al colocarse a temperatura ambiente.
(3) Influencia de los carburos no disueltos: Durante el calentamiento de temple, cuantos menos carburos se disuelvan en la austenita; en otras palabras, cuantos más carburos se retengan, menor será el cambio dimensional. Los cambios en la morfología y el tipo de los carburos retenidos no causan cambios de volumen, por lo que no tienen relación con los cambios dimensionales.
(4) Efecto del tratamiento en frío: cuando se realiza el tratamiento en frío, la cantidad de austenita retenida disminuye y la cantidad de martensita aumenta, por lo que se produce un cambio dimensional expansivo.
4. Revenido y cambio dimensional
(1) Descomposición de la martensita: La descomposición de la martensita causada por el revenido es la causa del cambio dimensional por contracción. La magnitud del cambio dimensional varía con el contenido de carbono de la martensita. Cuanto mayor sea el contenido de carbono, mayor será el cambio dimensional. Sin embargo, si se toma como referencia el estado anterior al temple, el cambio dimensional total después del temple y revenido sigue siendo expansivo.
(2) Efecto de los carburos no disueltos: si hay carburos no disueltos, el contenido de carbono de la austenita disminuye y los carburos en sí mismos no afectan el cambio dimensional, por lo que el cambio dimensional en la primera etapa del revenido (revenido por debajo de 200) es contracción.
(3) Efecto de la austenita retenida: Si hay austenita retenida, el cambio dimensional causado por el revenido es pequeño; cuando la temperatura de revenido es superior a 200 °C, la austenita retenida se transforma en bainita, lo que provoca un cambio dimensional por expansión. Por lo tanto, en la etapa inicial del revenido (por debajo de 200 °C), la austenita retenida provoca una contracción del tamaño. Por encima de esta temperatura, la temperatura de revenido aumenta y la descomposición de la austenita retenida provocará cambios dimensionales inducidos por la expansión.
5. Cambios de tamaño del acero aleado
Los carburos del acero aleado suelen disolver elementos especiales, pero su volumen específico prácticamente no varía. Por lo tanto, el método de tratamiento del acero aleado es el mismo que el descrito anteriormente. Solo que la cantidad de austenita retenida varía según el tipo y la cantidad de elementos de aleación, y la cantidad de carburos también varía. Por lo tanto, deben considerarse los cambios de tamaño.
6. Cómo reducir los cambios de tamaño
Los cambios de tamaño se deben a cambios en la estructura tras el temple o revenido. Por lo tanto, es imposible eliminarlos. Solo se pueden reducir mediante tratamientos térmicos.
(1) La expansión es causada por la martensita: La contracción es causada por la austenita retenida, por lo que se debe reducir la cantidad de martensita y el contenido de carbono disuelto en ella, y aumentar la cantidad de austenita retenida. Sin embargo, cabe destacar que el aumento de la austenita retenida causará deformación por envejecimiento.
(2) Aumentar la cantidad de carburos no disueltos (carburos residuales). (3) Utilizar estructuras distintas a la martensita para endurecer el acero, siendo la bainita la mejor opción. El acero con 50 % de bainita y 50 % de martensita es duro y presenta pequeñas variaciones dimensionales, lo que facilita el control del tamaño.
(4) Se debe realizar un revenido.
Hora de publicación: 05-nov-2024