Care este variația durității tablelor de oțel în timpul tratamentului termic?

Tratamentul termic este un proces critic în fabricarea tablelor de oțel, influențând semnificativ duritatea și proprietățile mecanice ale acestora. În calitate de furnizor de tablă de oțel, am fost martor direct la importanța înțelegerii variației durității în timpul tratamentului termic. Aceste cunoștințe ajută nu numai la producerea tablelor de oțel de înaltă calitate, ci și la satisfacerea nevoilor diverse ale clienților noștri.

Bazele tratamentului termic din tablă de oțel

Tratamentul termic al tablelor de oțel presupune o serie de operațiuni de încălzire și răcire pentru a modifica microstructura oțelului, care la rândul său afectează duritatea acestuia. Principalele procese includ recoacere, normalizare, călire și revenire.

Recoacerea este un proces în care tabla de oțel este încălzită la o anumită temperatură și apoi răcită lent. Acest lucru ajută la ameliorarea tensiunilor interne, la rafinarea structurii cerealelor și la îmbunătățirea ductilității. Viteza lentă de răcire permite formarea unei microstructuri mai uniforme și mai moi. De exemplu, recoacerea completă este adesea folosită pentru foile de oțel cu conținut scăzut de carbon pentru a reduce duritatea și a le face mai potrivite pentru operațiunile de prelucrare.

Normalizarea este similară cu recoacere, dar oțelul este răcit în aer în loc de un mediu controlat al cuptorului. Acest lucru are ca rezultat o structură de cereale puțin mai fină în comparație cu recoacere și, în general, conferă un nivel mediu de duritate. Tablele de oțel normalizate sunt utilizate în mod obișnuit în aplicațiile structurale în care este necesar un echilibru între rezistență și ductilitate.

Călirea este un proces rapid de răcire. Tabla de oțel este încălzită la o temperatură ridicată și apoi răcită rapid, de obicei în apă, ulei sau o soluție de polimer. Această răcire rapidă previne formarea unei microstructuri stabile și în schimb formează o fază dură și fragilă numită martensită. Tablele de oțel călite au duritate extrem de mare, dar sunt și foarte fragile, ceea ce poate să nu fie potrivit pentru toate aplicațiile.

Călirea se efectuează după călire pentru a reduce fragilitatea oțelului călit. Oțelul este reîncălzit la o temperatură mai scăzută și apoi răcit la o viteză controlată. Revenirea modifică structura martensitei, îmbunătățind duritatea, menținând totuși un nivel relativ ridicat de duritate.

Factori care afectează variația durității

Mai mulți factori contribuie la variația durității tablelor de oțel în timpul tratamentului termic.

Compoziție chimică

Compoziția chimică a oțelului este unul dintre cei mai importanți factori. Diferitele elemente de aliere au efecte diferite asupra călirii oțelului. De exemplu, carbonul este un element cheie în determinarea durității oțelului. Conținutul mai mare de carbon duce, în general, la o duritate mai mare după tratamentul termic. Elementele de aliere precum cromul, nichelul și molibdenul pot, de asemenea, îmbunătăți întărirea prin întârzierea transformării austenitei în alte faze în timpul răcirii.

Rata de incalzire

Viteza cu care tabla de oțel este încălzită poate influența duritatea. O rată lentă de încălzire permite o încălzire mai uniformă și o dizolvare mai bună a elementelor de aliere în faza de austenită. Pe de altă parte, o viteză de încălzire rapidă poate duce la încălzire neuniformă, ceea ce duce la variații locale ale durității.

Timp de Reținere

Timpul în care tabla de oțel este menținută la temperatura de tratament termic, cunoscută și sub denumirea de timp de înmuiere, este crucială. Un timp suficient de menținere asigură că oțelul atinge o temperatură uniformă pe tot parcursul și că au loc transformările de fază dorite. Dacă timpul de menținere este prea scurt, este posibil ca transformările de fază să nu fie complete, rezultând o duritate inconsecventă.

Rata de racire

După cum sa menționat mai devreme, viteza de răcire are un impact profund asupra durității tablei de oțel. O viteză de răcire mai rapidă în timpul călirii favorizează formarea martensitei, care este foarte dură. Cu toate acestea, diferite oțeluri au viteze critice de răcire diferite. Dacă viteza de răcire este prea lentă, oțelul poate să nu formeze martensită, iar duritatea va fi mai mică decât se aștepta.

Grosimea tablei de otel

Grosimea tablei de oțel poate provoca, de asemenea, variații de duritate. Foile mai groase se pot răci cu o viteză diferită în comparație cu foile mai subțiri în timpul tratamentului termic. Într-o foaie groasă, suprafața se poate răci mult mai repede decât miezul, ceea ce duce la un gradient de duritate de la suprafață la centru. Aceasta poate fi o provocare în aplicațiile în care este necesară o duritate uniformă.

Măsurarea variației durității

Pentru a asigura calitatea tablelor de otel tratate termic, este esential sa se masoare cu acuratete duritatea. Există mai multe metode disponibile pentru testarea durității.

Testul de duritate Rockwell este una dintre cele mai frecvent utilizate metode. Măsoară adâncimea de penetrare a unui indentor în tabla de oțel sub o sarcină specifică. Valoarea durității este apoi citită direct de pe scara testerului de duritate Rockwell. Această metodă este rapidă și relativ nedistructivă, ceea ce o face potrivită pentru foile de oțel produse în masă.

Testul de duritate Brinell implică apăsarea unei bile tari în tabla de oțel sub o sarcină mare. Se măsoară apoi diametrul adânciturii, iar duritatea este calculată pe baza încărcăturii și a dimensiunii adânciturii. Testul Brinell este mai potrivit pentru măsurarea durității tablelor de oțel mai groase sau a celor cu o structură de granulație mai grosieră.

Testul de duritate Vickers folosește un indentor piramidal de diamant. Măsoară lungimea diagonală a indentării făcute de indentor sub o sarcină specifică. Testul Vickers este foarte precis și poate fi utilizat pentru măsurarea durității suprafețelor mici sau a tablelor subțiri de oțel.

Aplicații ale tablelor de oțel tratate termic cu duritate variabilă

Capacitatea de a controla duritatea tablelor de otel prin tratament termic le face potrivite pentru o gama larga de aplicatii.

Pentru aplicații înmagazii de otel constructori de metale structurale, se folosesc adesea table de otel cu duritate medie, precum cele care au suferit normalizare sau revenire. Aceste foi oferă rezistența și ductilitatea necesare pentru a rezista la sarcinile structurale din șopronele din oțel.

În construcția deSisteme de încadrare pentru zgârie-nori cu structură de oțel pentru clădiri înalte, tablele de oțel de înaltă rezistență cu duritatea adecvată sunt cruciale. Tablele de oțel călite și călite pot oferi rezistența ridicată necesară pentru a susține greutatea clădirii, având în același timp o rezistență suficientă pentru a rezista forțelor seismice.

PentruFabricare de sudare, duritatea tablelor de oțel trebuie controlată cu atenție. Dacă oțelul este prea dur, poate fi dificil de sudat, iar îmbinările sudate pot fi predispuse la crăpare. Pe de altă parte, dacă oțelul este prea moale, structura sudată poate să nu aibă rezistența necesară.

Concluzie

Înțelegerea variației de duritate a tablelor de oțel în timpul tratamentului termic este de cea mai mare importanță pentru un furnizor de tablă de oțel ca mine. Controlând cu atenție parametrii de tratament termic, putem produce table de oțel cu duritatea și proprietățile mecanice dorite pentru a satisface nevoile specifice ale clienților noștri. Fie că este vorba de aplicații structurale, fabricarea de sudare sau alte utilizări, capacitatea de a manipula duritatea prin tratament termic ne oferă un avantaj competitiv pe piață.

Dacă aveți nevoie de table de oțel de înaltă calitate, cu control precis al durității, vă încurajez să contactați pentru a discuta cerințele dumneavoastră. Echipa noastră de experți este pregătită să vă ajute în găsirea celor mai bune soluții de tablă de oțel pentru proiectele dumneavoastră.

Referințe

• Manualul ASM Volumul 4: Tratarea termică. ASM International.
• Callister, WD și Rethwisch, DG (2012). Știința și ingineria materialelor: o introducere. Wiley.
• Van Tyne, CJ, & Liu, S. (2001). Manual de formare a metalelor. Societatea Inginerilor de Fabricație.