¿Qué es normalizar?
La normalización es un tratamiento térmico que mejora la tenacidad del acero. Tras calentar el componente de acero a 30-50 °C por encima de la temperatura Ac3, se mantiene caliente durante un tiempo y luego se enfría al aire fuera del horno. La característica principal es que la velocidad de enfriamiento es mayor que la del recocido, pero menor que la del temple. Durante la normalización, los granos cristalinos del acero se pueden refinar mediante un enfriamiento ligeramente más rápido, lo que no solo permite obtener una resistencia satisfactoria, sino que también mejora significativamente la tenacidad (valor AKV) y reduce la tendencia al agrietamiento del componente. Tras la normalización, se pueden mejorar considerablemente las propiedades mecánicas integrales de algunas placas de acero laminadas en caliente de baja aleación, piezas forjadas y fundidas de acero de baja aleación, así como el rendimiento de corte.
La normalización tiene los siguientes propósitos y usos:
① En el caso del acero hipereutectoide, la normalización se utiliza para eliminar la estructura de grano grueso sobrecalentada y la estructura de Widmanstätten de piezas fundidas, forjadas y soldadas, y la estructura en bandas de los materiales laminados; refinar los granos; y puede utilizarse como tratamiento de precalentamiento antes del temple.
② Para el acero hipereutectoide, la normalización puede eliminar la cementita secundaria de la red y refinar la perlita, lo que no solo mejora las propiedades mecánicas sino que también facilita el recocido esferoidizante posterior.
③ Para las placas delgadas de acero embutidas profundas con bajo contenido de carbono, la normalización puede eliminar la cementita libre en el límite del grano para mejorar su rendimiento de embutición profunda.
④ Para aceros de bajo carbono y de baja aleación, la normalización permite obtener estructuras de perlita con mayor escama fina, aumentar la dureza a HB140-190, evitar el efecto de "cuchilla pegada" durante el corte y mejorar la maquinabilidad. Para aceros de medio carbono, donde se pueden utilizar tanto la normalización como el recocido, la normalización resulta más económica y práctica.
5. Para el acero estructural de medio carbono ordinario, en situaciones donde no se requiere que las propiedades mecánicas sean altas, se puede utilizar la normalización en lugar del temple y revenido a alta temperatura, lo que no solo es simple de operar sino que también hace que la estructura y el tamaño del acero sean estables.
⑥ La normalización a alta temperatura (150-200 °C por encima de Ac3) puede reducir la segregación de componentes en piezas fundidas y forjadas gracias a la alta tasa de difusión a altas temperaturas. Los granos gruesos, tras la normalización a alta temperatura, pueden refinarse mediante una segunda normalización posterior a menor temperatura.
⑦ Para algunos aceros de aleación de bajo y medio carbono utilizados en turbinas de vapor y calderas, a menudo se utiliza la normalización para obtener una estructura de bainita y luego el revenido a alta temperatura, que tiene buena resistencia a la fluencia cuando se usa a 400-550 ℃.
⑧ Además de las piezas y productos de acero, la normalización también se utiliza ampliamente en el tratamiento térmico del hierro dúctil para obtener una matriz de perlita y mejorar su resistencia. Dado que la característica de la normalización es el enfriamiento por aire, la temperatura ambiente, el método de apilado, el flujo de aire y el tamaño de la pieza influyen en la estructura y el rendimiento tras la normalización. La estructura de la normalización también se puede utilizar como método de clasificación para el acero aleado. Generalmente, el acero aleado se divide en acero perlítico, acero bainita, acero martensítico y acero austenítico, según la estructura obtenida por enfriamiento por aire tras calentar una muestra de 25 mm de diámetro a 900 °C.
¿Qué es el recocido?
El recocido es un proceso de tratamiento térmico de metales en el que el metal se calienta lentamente a una temperatura determinada, se mantiene durante un tiempo suficiente y luego se enfría a una velocidad adecuada. El tratamiento térmico de recocido se divide en recocido completo, recocido incompleto y recocido de alivio de tensiones. Las propiedades mecánicas de los materiales recocidos pueden evaluarse mediante ensayos de tracción o de dureza. Muchos aceros se suministran en estado de tratamiento térmico de recocido. La dureza del acero puede evaluarse con un durómetro Rockwell para determinar la dureza HRB. Para placas de acero más delgadas, flejes de acero y tubos de acero de paredes delgadas, se puede utilizar un durómetro Rockwell de superficie para determinar la dureza HRT.
El propósito del recocido es:
① Mejorar o eliminar diversos defectos estructurales y tensiones residuales causadas por el acero en el proceso de fundición, forjado, laminado y soldadura para evitar la deformación y el agrietamiento de las piezas de trabajo.
② Ablande la pieza de trabajo para cortarla.
③ Refinar los granos y mejorar la estructura para mejorar las propiedades mecánicas de la pieza de trabajo.
④ Preparar la estructura para el tratamiento térmico final (templado, revenido).
Los procesos de recocido más comunes son:
① Recocido completo. Se utiliza para refinar la estructura gruesa sobrecalentada con malas propiedades mecánicas del acero de medio y bajo carbono después de la fundición, forja y soldadura. Se calienta la pieza a 30-50 °C por encima de la temperatura a la que toda la ferrita se transforma en austenita, se mantiene caliente durante un tiempo y luego se enfría lentamente en el horno. Durante el proceso de enfriamiento, la austenita se transforma de nuevo, lo que puede refinar la estructura del acero.
② Recocido esferoidizante. Se utiliza para reducir la alta dureza del acero para herramientas y rodamientos tras el forjado. Se calienta la pieza de trabajo a 20-40 °C por encima de la temperatura a la que el acero comienza a formar austenita, se mantiene caliente y se enfría lentamente. Durante el enfriamiento, la cementita laminar de la perlita se vuelve esférica, reduciendo así la dureza.
③ Recocido isotérmico. Se utiliza para reducir la alta dureza de algunos aceros estructurales aleados con alto contenido de níquel y cromo para su corte. Generalmente, primero se enfría a la temperatura más inestable de la austenita a una velocidad relativamente rápida y se mantiene caliente durante un tiempo adecuado. La austenita se transforma en troostita o troostita, lo que permite reducir la dureza.
④ Recocido de recristalización. Se utiliza para eliminar el fenómeno de endurecimiento (mayor dureza y menor plasticidad) de alambres metálicos y placas delgadas durante el trefilado y laminado en frío. La temperatura de calentamiento suele ser de 50 a 150 °C inferior a la temperatura a la que el acero comienza a formar austenita. Solo así se puede eliminar el efecto de endurecimiento por acritud y ablandar el metal.
⑤ Recocido de grafitización. Se utiliza para convertir hierro fundido con una gran cantidad de cementita en hierro fundido forjable con buena plasticidad. El proceso consiste en calentar la pieza fundida a aproximadamente 950 °C, mantenerla caliente durante un tiempo determinado y luego enfriarla adecuadamente para descomponer la cementita y formar grafito floculante.
⑥ Recocido por difusión. Se utiliza para homogeneizar la composición química de las piezas fundidas de aleación y mejorar su rendimiento. El método consiste en calentar la pieza fundida a la temperatura más alta posible sin fundirla, manteniéndola caliente durante un tiempo prolongado y enfriándola lentamente después de que los diversos elementos de la aleación se hayan difundido y se distribuyan uniformemente.
⑦ Recocido de alivio de tensiones. Se utiliza para eliminar las tensiones internas de piezas fundidas de acero y piezas soldadas. En productos de acero, la temperatura, inferior a 100-200 °C, a la que comienza a formarse austenita tras el calentamiento y el enfriamiento al aire tras mantenerlo caliente, permite eliminar las tensiones internas.
Hora de publicación: 11 de junio de 2024