Tratamentul termic al metalelor presupune modificarea structurii cristalografice a unei piese metalice într-un scop specific. Anumite tehnici pot fi utilizate pentru aîmbunătăți duritatea pieselor și pentru a le crește rezistența la solicitări. Există mai multe procese de tratare termică a metalelor, fiecare dintre acestea afectând proprietăți diferite. Cum funcționează tratamentul termic al metalelor și cum îl alegeți pe cel mai potrivit?
Diferite tipuri de tratament termic pentru metale
Termenul "tratarea termică a metalelor" se referă de fapt la un set de procese industriale aplicate pieselor metalice într-un scop clar definit. În practică, materialul este supus unui mediu specific care îi modifică proprietățile fizice și chimice. Pentru a realiza acest lucru, aceste tratamente acționează asupra timpului, atmosferei și temperaturii în care este plasată piesa metalică. Metalul trece apoi prin trei faze: încălzire, menținere și răcire. Cele mai multe dintre aceste procese au loc într-un mediu gazos, vidat sau lichid.
Există două tipuri principale de tratamente termice pentru metale: cele care înmoaie rezistența metalului, îmbunătățind astfel prelucrabilitatea sau formabilitatea acestuia, și cele care, dimpotrivă, contribuie la întărirea acestuia. În acest caz, efectul principal este asupra durității sau rezistenței mecanice a piesei, iar scopul este de a o face mai rezistentă la solicitări și de a-i îmbunătăți performanța mecanică.
Două tipuri de tratament de întărire
Tratamentele de călire pot fi aplicate fie pe întregul volum al piesei, fie doar pe suprafața acesteia. Primul caz este denumit "tratament termic în masă ", iar cel de-al doilea "tratament de suprafață ".
Tratamentul în masă
Cele mai cunoscute tratamente în masă includ recoacerea, călirea și revenirea.
Tehnica de recoacere
După cum sugerează și numele, recoacerea presupune încălzirea unei piese. Încălzită mai întâi la o temperatură cuprinsă între 450 și 1.100 grade Celsius, aceasta este menținută la această temperatură înainte de a fi răcită. Timpul necesar pentru fiecare fază este crucial și este analizat cu atenție pentru a se asigura că sunt afectate proprietățile mecanice sau structura metalografică dorite. Recoacerea servește în principal la eliminarea sau la relaxarea anumitor tensiuni, cum ar fi cele obținute în timpul prelucrării piesei (forjare, turnare, prelucrare etc.) sau în timpul operațiunilor de sudare. De asemenea, recoacerea poate fi utilizată pentru a reduce riscul de deformare sau pentru a modifica structura piesei în vederea prelucrării ulterioare.
Tehnica de întărire
Călirea urmează aceleași trei etape, dar diferența constă în faza de răcire, care poate avea loc într-un mediu gazos sau apos, cum ar fi apa sau uleiul. Această etapă este mai rapidă decât recoacerea, iar metalul este întărit instantaneu prin transformare martensitică.
În mod similar, faza de călire este urmată, în general, de o etapă finală, cum ar fi revenirea. Tehnica de revenire Revenirea serealizează, în general, după călire și presupune încălzirea lentă a piesei de una sau mai multe ori. În urma unei faze de călire, structura metalului este relativ fragilă și instabilă, astfel că revenirea face ca metalul să devină mai ductil și mai rezistent.
Tratament termic de suprafață
Tratamentele de suprafață modifică doar proprietățile de suprafață ale piesei și sunt în general utilizate pentru a o proteja împotriva uzurii, frecării, oboselii sau coroziunii. Și în acest caz, există numeroase procese care conferă diferite proprietăți pieselor finale.
Procesul de călire
Unul dintre cele mai cunoscute procese de tratare termică a suprafețelor este călirea. Scopul acestei tehnici este de a întări suprafața piesei metalice, păstrând în același timp un interior elastic, ceea ce face ca întregul să fie mai puțin fragil. Procesul de cementare implică difuzia carbonului pe suprafața piesei, de obicei într-un mediu gazos.
Procesul de nitrurare
Nitrurarea este, de asemenea, unul dintre cele mai eficiente tratamente termice de suprafață pentru îmbunătățirea rezistenței unei piese la uzură și coroziune. În acest proces, piesa este expusă la azot. Acesta reacționează cu fierul pentru a forma un așa-numit strat combinat și un strat de difuzie de nitrură de fier. Acest strat de suprafață îmbunătățește considerabil rezistența suprafeței piesei și îi prelungește durata de viață.
Cum alegeți procesul potrivit?
Alegerea tratamentului termic corect nu poate fi improvizată. Această decizie depinde, în mod evident, de utilizarea finală a piesei, dar și de solicitările la care va fi supusă în timpul funcționării.
Aceasta se bazează pe un calcul al forțelor și tensiunilor, cunoscut și sub numele de rezistența materialelor (RDM). Tratamentul preferat variază în funcție de solicitările la care este supus echipamentul final.
Exemple de utilizări pentru tratarea termică a metalelor
Tratamentul termic al metalelor este acum utilizat pe scară largă în multe sectoare industriale. Fără aceste procese, un avion nu poate zbura, o mașină nu poate rula, o rachetă nu poate decola...
Folosit și în proiectarea echipamentelor medicale, tratamentul termic al metalelor pare să fie prezent peste tot, de la osiile și arborele cotit care alcătuiesc structura unei mașini, până la rafturile și mașinile-unelte folosite în industria grea.
Thermi-Lyon are o expertiză recunoscută în tratarea termică a tuturor tipurilor de piese metalice. Haideți să discutăm despre proiectul dumneavoastră.
