Endurecimento de superfície (HDTV). Planta de endurecimento HDTV Plantas HDTV com controle de frequência

A corrente de alta frequência é gerada na instalação devido ao indutor e permite aquecer o produto colocado próximo ao indutor. A máquina de indução é ideal para o endurecimento de produtos metálicos. É na instalação HDTV que você pode programar claramente: a profundidade desejada de penetração de calor, tempo de endurecimento, temperatura de aquecimento e processo de resfriamento.

Pela primeira vez, o equipamento de indução foi usado para endurecimento após uma proposta da V.P. Volodin em 1923. Após longos testes e testes de aquecimento de alta frequência, ele tem sido usado para endurecimento de aço desde 1935. As unidades de endurecimento HDTV são de longe o método mais produtivo de tratamento térmico de produtos metálicos.

Por que a indução é melhor para endurecimento

O endurecimento de peças metálicas de alta frequência é realizado para aumentar a resistência da camada superior do produto a danos mecânicos, enquanto o centro da peça tem uma viscosidade aumentada. É importante notar que o núcleo do produto durante o endurecimento de alta frequência permanece completamente inalterado.
A instalação de indução tem muitas vantagens muito importantes em comparação com tipos alternativos de aquecimento: se as instalações HDTV anteriores eram mais complicadas e inconvenientes, agora essa desvantagem foi corrigida e o equipamento se tornou universal para o tratamento térmico de produtos metálicos.

Vantagens do equipamento de indução

Uma das desvantagens da máquina de endurecimento por indução é a incapacidade de processar alguns produtos que possuem uma forma complexa.

Variedades de endurecimento de metal

Existem vários tipos de endurecimento do metal. Para alguns produtos, basta aquecer o metal e resfriá-lo imediatamente, enquanto para outros é necessário mantê-lo em uma determinada temperatura.
Existem os seguintes tipos de endurecimento:

Endurecimento estacionário: usado, via de regra, para peças que possuem uma pequena superfície plana. A posição da peça de trabalho e do indutor ao usar este método de endurecimento permanece inalterada.
Endurecimento sequencial contínuo: usado para endurecimento de produtos cilíndricos ou planos. Com o endurecimento sequencial contínuo, a peça pode se mover sob o indutor ou mantém sua posição inalterada.
Endurecimento tangencial de peças: excelente para usinagem de peças pequenas com formato cilíndrico. O endurecimento sequencial contínuo tangencial rola o produto uma vez durante todo o processo de tratamento térmico.
Uma unidade de endurecimento HDTV é um equipamento capaz de endurecer um produto de alta qualidade e, ao mesmo tempo, economizar recursos de produção.

Mediante acordo, é possível o tratamento térmico e endurecimento de peças metálicas e de aço com dimensões maiores que as desta tabela.

O tratamento térmico (tratamento térmico do aço) de metais e ligas em Moscou é um serviço que nossa fábrica presta aos seus clientes. Temos todo o equipamento necessário, atrás do qual trabalham especialistas qualificados. Atendemos todos os pedidos com alta qualidade e em prazos. Também aceitamos e atendemos pedidos de tratamento térmico de aços e HDTV vindos de outras regiões da Rússia.

Os principais tipos de tratamento térmico do aço

Recozimento do primeiro tipo:

Recozimento do primeiro tipo de difusão (homogeneização) - Aquecimento rápido a t 1423 K, longa exposição e subsequente resfriamento lento. Alinhamento da heterogeneidade química do material em peças fundidas de grande formato de liga de aço

Recozimento do primeiro tipo recristalização - Aquecimento a uma temperatura de 873-973 K, longa exposição e posterior resfriamento lento. Há uma diminuição na dureza e um aumento na ductilidade após a deformação a frio (o processamento é interoperacional)

Recozimento do primeiro tipo reduzindo o estresse - Aquecimento a uma temperatura de 473-673 K e subsequente resfriamento lento. Há uma remoção de tensões residuais após a fundição, soldagem, deformação plástica ou usinagem.

Recozimento do segundo tipo:

Recozimento do segundo tipo está completo - Aquecimento a uma temperatura acima do ponto Ac3 em 20-30 K, retenção e resfriamento subsequente. Há diminuição da dureza, melhora na usinabilidade, remoção de tensões internas em aços hipoeutetóides e eutetóides antes do endurecimento (veja nota na tabela)

Recozimento do tipo II incompleto - Aquecimento a uma temperatura entre os pontos Ac1 e Ac3, exposição e subsequente arrefecimento. Há diminuição da dureza, melhora da usinabilidade, remoção de tensões internas no aço hipereutetóide antes do endurecimento

Recozimento do segundo tipo isotérmico - Aquecimento a uma temperatura de 30-50 K acima do ponto Ac3 (para aço hipoeutetóide) ou acima do ponto Ac1 (para aço hipereutetóide), exposição e subsequente resfriamento gradual. Processamento acelerado de pequenos produtos laminados ou forjados de ligas e aços de alto carbono para reduzir a dureza, melhorar a usinabilidade, aliviar as tensões internas

Recozimento do segundo tipo esferoidização - Aquecimento a uma temperatura acima do ponto Ac1 em 10-25 K, exposição e subsequente resfriamento gradual. Há uma diminuição na dureza, melhora na usinabilidade, remoção de tensões internas no aço ferramenta antes do endurecimento, aumento na ductilidade dos aços de baixa liga e médio carbono antes da deformação a frio

Recozimento do segundo tipo brilhante - Aquecimento em ambiente controlado a uma temperatura acima do ponto Ac3 em 20-30 K, exposição e posterior resfriamento em ambiente controlado. Ocorre Proteção da superfície do aço contra oxidação e descarbonetação

Recozimento do segundo tipo Normalização (recozimento de normalização) - Aquecimento a uma temperatura acima do ponto Ac3 em 30-50 K, exposição e posterior resfriamento em ar parado. Há uma correção da estrutura de aço aquecido, a remoção de tensões internas em peças feitas de aço estrutural e uma melhora em sua usinabilidade, um aumento na profundidade de temperabilidade da ferramenta. aço antes do endurecimento

Endurecimento:

Endurecimento contínuo completo - Aquecimento a uma temperatura acima do ponto Ac3 em 30-50 K, manutenção e resfriamento rápido subsequente. Obtenção (em combinação com têmpera) alta dureza e resistência ao desgaste de peças de aços hipoeutetóides e eutetóides

Endurecimento incompleto - Aquecimento a uma temperatura entre os pontos Ac1 e Ac3, exposição e posterior resfriamento rápido. Obtenção (em combinação com têmpera) de alta dureza e resistência ao desgaste de peças de aço hipereutetóide

Endurecimento intermitente - Aquecimento a t acima do ponto Ac3 em 30-50 K (para aços hipereutetóides e eutetóides) ou entre os pontos Ac1 e Ac3 (para aços hipereutetóides), exposição e posterior resfriamento em água e depois em óleo. Há uma diminuição das tensões residuais e deformações em peças feitas de aço ferramenta de alto carbono

Endurecimento isotérmico - Aquecimento a uma temperatura acima do ponto Ac3 em 30-50 K, mantendo e subsequente resfriamento em sais fundidos e depois no ar. Obtenção de deformação mínima (empenamento), aumentando a ductilidade, limite de resistência e resistência à flexão de peças feitas de aço-ferramenta ligado

Endurecimento escalonado - O mesmo (difere do endurecimento isotérmico pelo menor tempo gasto no meio de resfriamento). Redução de tensões, deformações e prevenção de trincas em pequenas ferramentas feitas de aço carbono-ferramenta, bem como em ferramentas maiores feitas de liga-ferramenta e aço rápido

Endurecimento de Superfície - Aquecimento choque elétrico ou chama de gás da camada superficial do produto até o endurecimento t, seguido de resfriamento rápido da camada aquecida. Há um aumento na dureza da superfície até uma certa profundidade, resistência ao desgaste e maior resistência das peças e ferramentas da máquina

Têmpera com auto-revenimento - Aquecimento a uma temperatura acima do ponto Ac3 em 30-50 K, retenção e subsequente resfriamento incompleto. O calor retido no interior da peça garante o revenimento da camada externa endurecida.

Endurecimento com tratamento a frio - Resfriamento profundo após o endurecimento a uma temperatura de 253-193 K. Ocorre um aumento na dureza e obtenção de dimensões estáveis de peças de aço de alta liga

Endurecimento com resfriamento - As peças aquecidas são resfriadas ao ar por algum tempo antes de serem imersas em um meio de resfriamento ou mantidas em um termostato com t reduzida. Há uma redução no ciclo de tratamento térmico do aço (usado geralmente após a cementação).

Endurecimento leve - Aquecimento em ambiente controlado a uma temperatura acima do ponto Ac3 em 20-30 K, exposição e posterior resfriamento em ambiente controlado. Proteção contra oxidação e descarbonetação de peças complexas de moldes, matrizes e acessórios que não são submetidos à retificação

Férias baixas - Aquecimento na faixa de temperatura 423-523 K e subsequente resfriamento acelerado. Há remoção de tensões internas e diminuição da fragilidade das ferramentas de corte e medição após o endurecimento da superfície; para peças cementadas após endurecimento

Feriado médio - Aquecimento na faixa t = 623-773 K e posterior resfriamento lento ou acelerado. Há um aumento no limite elástico de molas, molas e outros elementos elásticos

Feriado alto - Aquecimento na faixa de temperatura de 773-953 K e posterior resfriamento lento ou rápido. Fornecimento de alta ductilidade de peças feitas de aço estrutural, como regra, com melhoria térmica

Melhoria térmica - Têmpera e posterior revenimento elevado. Há uma remoção completa das tensões residuais. Proporcionando uma combinação de alta resistência e ductilidade no tratamento térmico final de peças de aço estrutural operando sob cargas de choque e vibração

Processamento termomecânico - Aquecimento, resfriamento rápido a 673-773 K, deformação plástica múltipla, endurecimento e revenimento. Há previsão para produtos laminados e peças de formato simples que não sejam submetidos à soldagem, resistência aumentada em relação à resistência obtida pelo tratamento térmico convencional

Envelhecimento - Aquecimento e exposição prolongada a temperaturas elevadas. As peças e ferramentas são dimensionalmente estabilizadas

Carburação - Saturação da camada superficial de aço macio com carbono (carburização). Acompanhado de têmpera subsequente com baixo revenimento. A profundidade da camada cimentada é de 0,5-2 mm. Há uma doação a um produto de alta dureza superficial com preservação de um núcleo viscoso. A cementação é realizada em aços carbono ou ligas com teor de carbono: para produtos de pequeno e médio porte 0,08-0,15%, para maiores 0,15-0,5%. Rodas de engrenagem, pinos de pistão, etc. são cementados.

Cianuração - Tratamento termoquímico de produtos siderúrgicos em solução de sais de cianeto a uma temperatura de 820. Ocorre saturação da camada superficial do aço com carbono e nitrogênio (camada de 0,15-0,3 mm). que, juntamente com uma superfície sólida, os produtos possuem um núcleo viscoso. Tais produtos são caracterizados por alta resistência ao desgaste e resistência a cargas de impacto.

Nitretação (nitretação) - Saturação da camada superficial de produtos de aço com nitrogênio a uma profundidade de 0,2-0,3 mm. Ocorre Dando alta dureza superficial, maior resistência à abrasão e corrosão. Manômetros, engrenagens, munhão de eixo, etc. são submetidos à nitretação.

Tratamento a frio - Resfriamento após endurecimento a uma temperatura abaixo de zero. Há uma mudança na estrutura interna dos aços endurecidos. É usado para aços ferramenta, produtos cementados, alguns aços de alta liga.

TRATAMENTO TÉRMICO DE METAIS (TRATAMENTO TÉRMICO), um determinado ciclo de tempo de aquecimento e resfriamento, ao qual os metais são submetidos a alteração de suas propriedades físicas. O tratamento térmico no sentido usual do termo é realizado em temperaturas abaixo do ponto de fusão. Processos de fusão e fundição que têm um impacto significativo nas propriedades do metal não estão incluídos neste conceito. As mudanças nas propriedades físicas causadas pelo tratamento térmico são devidas a mudanças na estrutura interna e nas relações químicas que ocorrem no material sólido. Os ciclos de tratamento térmico são várias combinações de aquecimento, manutenção a uma determinada temperatura e resfriamento rápido ou lento, correspondendo às mudanças estruturais e químicas que devem ser causadas.

Estrutura de grãos de metais. Qualquer metal geralmente consiste em muitos cristais (chamados grãos) em contato uns com os outros, geralmente de tamanho microscópico, mas às vezes visíveis a olho nu. Dentro de cada grão, os átomos estão dispostos de tal forma que formam uma rede geométrica tridimensional regular. O tipo de rede, chamada estrutura cristalina, é uma característica de um material e pode ser determinada por análise de difração de raios X. Localização corretaátomos é preservado dentro de todo o grão, exceto por pequenas violações, como sítios de rede individuais que acidentalmente se tornam vagos. Todos os grãos têm a mesma estrutura cristalina, mas, via de regra, são orientados de maneira diferente no espaço. Portanto, na fronteira de dois grãos, os átomos são sempre menos ordenados do que dentro deles. Isso explica, em particular, o fato de que os contornos de grão são mais fáceis de gravar com reagentes químicos. Em uma superfície de metal plana polida tratada com um decapante adequado, geralmente é revelado um padrão claro de contornos de grão. As propriedades físicas de um material são determinadas pelas propriedades dos grãos individuais, sua interação entre si e as propriedades dos contornos de grão. As propriedades do material metálico são altamente dependentes do tamanho, forma e orientação dos grãos, e o objetivo do tratamento térmico é controlar esses fatores.

Processos atômicos durante o tratamento térmico. Com o aumento da temperatura de um material cristalino sólido, torna-se mais fácil para seus átomos se moverem de um local da rede cristalina para outro. É nesta difusão de átomos que se baseia o tratamento térmico. A maioria mecanismo eficaz o movimento dos átomos em uma rede cristalina pode ser pensado como o movimento de sítios vagos da rede, que estão sempre presentes em qualquer cristal. Em temperaturas elevadas, devido ao aumento da taxa de difusão, o processo de transição de uma estrutura fora de equilíbrio de uma substância para uma estrutura de equilíbrio é acelerado. A temperatura na qual a taxa de difusão aumenta visivelmente não é a mesma para diferentes metais. Geralmente é maior para metais com alto ponto de fusão. No tungstênio, com seu ponto de fusão de 3387 C, a recristalização não ocorre mesmo em calor vermelho, enquanto o tratamento térmico de ligas de alumínio fundindo em Baixas temperaturas, em alguns casos é possível realizar à temperatura ambiente.

Em muitos casos, o tratamento térmico envolve um resfriamento muito rápido, chamado de têmpera, para preservar a estrutura formada em temperatura elevada. Embora, estritamente falando, tal estrutura não possa ser considerada termodinamicamente estável à temperatura ambiente, na prática ela é bastante estável devido à baixa taxa de difusão. Muitas ligas úteis têm uma estrutura "metaestável" semelhante.

As alterações causadas pelo tratamento térmico podem ser de dois tipos principais. Primeiro, tanto em metais puros quanto em ligas, são possíveis alterações que afetam apenas a estrutura física. Estas podem ser mudanças no estado de tensão do material, mudanças no tamanho, forma, estrutura cristalina e orientação de seus grãos cristalinos. Em segundo lugar, a estrutura química do metal também pode mudar. Isso pode ser expresso no alisamento de heterogeneidades composicionais e na formação de precipitados de outra fase, em interação com a atmosfera circundante criada para limpar o metal ou dar-lhe as propriedades de superfície desejadas. Alterações de ambos os tipos podem ocorrer simultaneamente.

Aliviar estresse. A deformação a frio aumenta a dureza e a fragilidade da maioria dos metais. Às vezes, esse "endurecimento do trabalho" é desejável. Metais não ferrosos e suas ligas geralmente recebem algum grau de dureza por laminação a frio. Aços macios também são frequentemente endurecidos por conformação a frio. Aços de alto carbono que foram laminados a frio ou trefilados a frio para aumentar a resistência necessária, por exemplo, para fabricar molas, geralmente são submetidos a um recozimento de alívio de tensão, aquecido a uma temperatura relativamente baixa, na qual o material permanece quase tão duro como antes, mas desaparece nele. homogeneidade da distribuição de tensões internas. Isso reduz a tendência a rachaduras, especialmente em ambientes corrosivos. Tal alívio de tensões ocorre, via de regra, devido ao escoamento plástico local no material, o que não leva a alterações na estrutura geral.

Recristalização. Com diferentes métodos de conformação de metal, muitas vezes é necessário alterar bastante a forma da peça de trabalho. Se a moldagem deve ser realizada em um estado frio (o que muitas vezes é ditado por considerações práticas), é necessário dividir o processo em várias etapas, entre elas a recristalização. Após o primeiro estágio de deformação, quando o material é reforçado a tal ponto que uma deformação adicional pode levar à fratura, a peça é aquecida a uma temperatura acima da temperatura de recozimento de alívio de tensão e recristalizada. Devido à rápida difusão a esta temperatura, uma estrutura completamente nova é formada devido ao rearranjo atômico. Dentro da estrutura granular do material deformado, novos grãos começam a crescer, que com o tempo o substituem completamente. Primeiro, pequenos grãos novos são formados em locais onde a estrutura antiga é mais perturbada, ou seja, nos antigos contornos de grão. Após o recozimento, os átomos da estrutura deformada se reorganizam de tal forma que também se tornam parte dos novos grãos, que crescem e eventualmente absorvem toda a estrutura antiga. A peça de trabalho mantém sua forma anterior, mas agora é feita de um material macio e não tensionado que pode ser submetido a um novo ciclo de deformação. Tal processo pode ser repetido várias vezes, se necessário por um determinado grau de deformação.

O trabalho a frio é a deformação a uma temperatura muito baixa para recristalização. Para a maioria dos metais, a temperatura ambiente corresponde a esta definição. Se a deformação for realizada a uma Temperatura alta, para que a recristalização tenha tempo de acompanhar a deformação do material, então esse processamento é chamado de quente. Enquanto a temperatura permanecer alta o suficiente, ela pode ser deformada arbitrariamente. O estado quente de um metal é determinado principalmente pela proximidade de sua temperatura do ponto de fusão. A alta maleabilidade do chumbo significa que ele recristaliza facilmente, o que significa que pode ser trabalhado "a quente" à temperatura ambiente.

Controle de textura. As propriedades físicas de um grão, em geral, não são as mesmas em diferentes direções, pois cada grão é um único cristal com sua própria estrutura cristalina. As propriedades da amostra de metal são o resultado da média de todos os grãos. No caso de orientação aleatória de grãos, o propriedades físicas são iguais em todas as direções. Se, por outro lado, alguns planos de cristal ou fileiras atômicas da maioria dos grãos são paralelos, então as propriedades da amostra tornam-se "anisotrópicas", isto é, dependentes da direção. Neste caso, o copo, obtido por extrusão profunda de uma placa redonda, terá "línguas" ou "festões" na borda superior, devido ao fato de que em algumas direções o material se deforma mais facilmente do que em outras. Na conformação mecânica, a anisotropia das propriedades físicas é, via de regra, indesejável. Mas em folhas de materiais magnéticos para transformadores e outros dispositivos, é altamente desejável que a direção de fácil magnetização, que em monocristais é determinada pela estrutura cristalina, coincida em todos os grãos com a direção dada do fluxo magnético. Assim, a "orientação preferencial" (textura) pode ou não ser desejável, dependendo da finalidade do material. De um modo geral, à medida que um material se recristaliza, sua orientação preferida muda. A natureza desta orientação depende da composição e pureza do material, do tipo e grau de deformação a frio e também da duração e temperatura do recozimento.

Controle de tamanho de grão. As propriedades físicas de uma amostra de metal são amplamente determinadas pelo tamanho médio de grão. As melhores propriedades mecânicas quase sempre correspondem a uma estrutura de granulação fina. A redução do tamanho do grão é frequentemente um dos objetivos do tratamento térmico (assim como a fusão e a fundição). À medida que a temperatura aumenta, a difusão acelera e, portanto, o tamanho médio de grão aumenta. Os contornos de grão mudam para que os grãos maiores cresçam às custas dos menores, que eventualmente desaparecem. Portanto, os processos finais de trabalho a quente geralmente são realizados na temperatura mais baixa possível, para que os tamanhos de grão sejam os menores possíveis. O trabalho a quente a baixa temperatura é frequentemente fornecido deliberadamente, principalmente para reduzir o tamanho do grão, embora o mesmo resultado possa ser alcançado pelo trabalho a frio seguido de recristalização.

Homogeneização. Os processos mencionados acima ocorrem tanto em metais puros quanto em ligas. Mas há uma série de outros processos que só são possíveis em materiais metálicos contendo dois ou mais componentes. Assim, por exemplo, na fundição de uma liga, quase certamente haverá heterogeneidades composição química, que é determinado pelo processo desigual de solidificação. Em uma liga endurecida, a composição da fase sólida formada em cada este momento, não é o mesmo que no líquido, que está em equilíbrio com ele. Consequentemente, a composição do sólido que apareceu no momento inicial da solidificação será diferente do que no final da solidificação, e isso leva à não homogeneidade espacial da composição em escala microscópica. Tal heterogeneidade é eliminada pelo simples aquecimento, especialmente em combinação com deformação mecânica.

Limpeza. Embora a pureza do metal seja determinada principalmente pelas condições de fusão e fundição, a purificação do metal é frequentemente alcançada por tratamento térmico no estado sólido. As impurezas contidas no metal reagem em sua superfície com a atmosfera em que é aquecido; assim, uma atmosfera de hidrogênio ou outro agente redutor pode converter uma parte significativa dos óxidos em um metal puro. A profundidade dessa limpeza depende da capacidade das impurezas se difundirem do volume para a superfície e, portanto, é determinada pela duração e temperatura do tratamento térmico.

Separação de fases secundárias. A maioria dos regimes de tratamento térmico de ligas são baseados em um efeito importante. Está relacionado ao fato de que a solubilidade no estado sólido dos componentes da liga depende da temperatura. Ao contrário de um metal puro, em que todos os átomos são iguais, em uma solução de dois componentes, por exemplo, sólida, existem átomos de dois tipos diferentes, distribuídos aleatoriamente pelos nós da rede cristalina. Se você aumentar o número de átomos de segunda classe, pode chegar a um estado em que eles não podem simplesmente substituir os átomos de primeira classe. Se a quantidade do segundo componente exceder esse limite de solubilidade no estado sólido, inclusões da segunda fase aparecem na estrutura de equilíbrio da liga, diferindo em composição e estrutura dos grãos originais e geralmente espalhadas entre eles na forma de partículas individuais. partículas. Tais partículas de segunda fase podem ter uma forte influência nas propriedades físicas do material, dependendo de seu tamanho, forma e distribuição. Esses fatores podem ser alterados por tratamento térmico (tratamento térmico).

Tratamento térmico - o processo de processamento de produtos feitos de metais e ligas por exposição térmica para alterar sua estrutura e propriedades em uma determinada direção. Este efeito também pode ser combinado com química, deformação, magnética, etc.

Antecedentes históricos sobre tratamento térmico.
O homem tem usado o tratamento térmico de metais desde os tempos antigos. No período Eneolítico, utilizando o forjamento a frio de ouro e cobre nativos, o homem primitivo encontrou o fenômeno do endurecimento, o que dificultava a fabricação de produtos com lâminas finas e pontas afiadas e, para restaurar a plasticidade, o ferreiro precisava aquecer a frio -cobre forjado na lareira. A evidência mais antiga do uso de recozimento de amolecimento de metal endurecido remonta ao final do 5º milênio aC. e. Tal recozimento foi a primeira operação de tratamento térmico de metais na época de seu aparecimento. Na fabricação de armas e ferramentas a partir do ferro obtido pelo processo de sopro de queijo, o ferreiro aquecia o tarugo de ferro para forjamento a quente em forno de carvão. Ao mesmo tempo, o ferro foi cementado, ou seja, ocorreu a cimentação, uma das variedades de tratamento químico-térmico. Resfriando um produto forjado feito de ferro carburado em água, o ferreiro descobriu um aumento acentuado em sua dureza e melhoria em outras propriedades. O endurecimento do ferro cementado em água foi usado do final do 2º ao início do 1º milênio aC. e. Na "Odisseia" de Homero (séculos VIII-7 a.C.) existem tais linhas: "Como um ferreiro mergulha um machado em brasa ou um machado em água fria, e o ferro assobia com um gorgolejo, mais forte que o ferro, endurecendo no fogo e água." No 5º séc. BC e. os espelhos temperados etruscos feitos de bronze de alto estanho em água (provavelmente melhoram o brilho quando polidos). Cimentação de ferro em carvão ou matéria orgânica, endurecimento e têmpera do aço foram amplamente utilizados na Idade Média na fabricação de facas, espadas, limas e outras ferramentas. Não conhecendo a essência das transformações internas no metal, os artesãos medievais atribuíam frequentemente a obtenção de altas propriedades durante o tratamento térmico dos metais à manifestação de forças sobrenaturais. Até meados do século XIX. o conhecimento do homem sobre o tratamento térmico de metais era uma coleção de receitas desenvolvidas com base em séculos de experiência. As necessidades do desenvolvimento da tecnologia, e principalmente o desenvolvimento da produção de canhões de aço, levaram à transformação do tratamento térmico de metais da arte para a ciência. Em meados do século XIX, quando o exército procurava substituir os canhões de bronze e ferro fundido por canhões de aço mais potentes, o problema de fazer canos de alta e garantida resistência era extremamente agudo. Apesar do fato de que os metalúrgicos conheciam as receitas para fundição e fundição de aço, os canos das armas muitas vezes explodiam sem razões visíveis. D.K. Chernov na siderúrgica Obukhov em São Petersburgo, estudando ao microscópio seções gravadas preparadas a partir de canos de armas e observando a estrutura das fraturas no ponto de ruptura sob uma lupa, concluiu que o aço é mais forte quanto mais fino for estrutura. Em 1868, Chernov descobriu transformações estruturais internas no resfriamento do aço que ocorrem em determinadas temperaturas. que ele chamou de pontos críticos a e b. Se o aço for aquecido a temperaturas abaixo do ponto a, ele não pode ser endurecido e, para obter uma estrutura de grão fino, o aço deve ser aquecido a temperaturas acima do ponto b. A descoberta de Chernov dos pontos críticos das transformações estruturais do aço permitiu justificar cientificamente a escolha do modo de tratamento térmico para obter as propriedades necessárias dos produtos siderúrgicos.

Em 1906, A. Wilm (Alemanha), usando duralumínio, que ele inventou, descobriu envelhecimento após endurecimento (ver Envelhecimento de metais), o método mais importante para o endurecimento de ligas baseadas em várias bases (alumínio, cobre, níquel, ferro, etc. ). Nos anos 30. século 20 apareceu o tratamento termomecânico de ligas de cobre envelhecidas e, na década de 1950, o tratamento termomecânico de aços, o que possibilitou aumentar significativamente a resistência dos produtos. Para espécies combinadas O tratamento térmico inclui o tratamento termomagnético, que permite, como resultado do resfriamento de produtos em um campo magnético, melhorar algumas de suas propriedades magnéticas.

Numerosos estudos de mudanças na estrutura e propriedades de metais e ligas sob ação térmica resultaram em uma teoria coerente de tratamento térmico de metais.

A classificação dos tipos de tratamento térmico é baseada no tipo de mudança estrutural no metal que ocorre durante a exposição térmica. O tratamento térmico de metais é subdividido em tratamento térmico propriamente dito, que consiste apenas no efeito térmico sobre o metal, tratamento químico-térmico, que combina efeitos térmicos e químicos, e termomecânico, que combina efeitos térmicos e deformação plástica. Na verdade, o tratamento térmico inclui os seguintes tipos: recozimento de 1º tipo, recozimento de 2º tipo, endurecimento sem transformação polimórfica e com transformação polimórfica, envelhecimento e revenimento.

A nitretação é a saturação da superfície de peças metálicas com nitrogênio para aumentar a dureza, resistência ao desgaste, limite de fadiga e resistência à corrosão. A nitretação é aplicada ao aço, titânio, algumas ligas, na maioria das vezes aços ligados, especialmente cromo-alumínio, bem como aço contendo vanádio e molibdênio.
A nitretação do aço ocorre em t 500 650 C em amônia. Acima de 400 C, a dissociação da amônia começa de acordo com a reação NH3 3H + N. O nitrogênio atômico resultante se difunde no metal, formando fases nitrogenadas. A uma temperatura de nitretação abaixo de 591 C, a camada nitretada consiste em três fases (Fig.): µ nitreto de Fe2N, ³ "nitreto de Fe4N, ± ferrita nitrogenada contendo cerca de 0,01% de nitrogênio à temperatura ambiente. Em uma temperatura de nitretação de 600 650 C, mais e ³-fase, que, como resultado do resfriamento lento, se decompõe a 591 C em um eutetóide ± + ³ 1. A dureza da camada nitretada aumenta para HV = 1200 (correspondente a 12 Gn / m2) e é mantida após aquecimento repetido de até 500 600 C, o que garante alta resistência ao desgaste das peças em temperaturas elevadas. mm de espessura O aumento da temperatura acelera o processo, mas reduz a dureza da camada Para proteger os locais, não se sujeita a nitretação, estanhagem (para aços estruturais) e niquelagem (para aços inoxidáveis e resistentes ao calor). A elasticidade da camada de nitretação de aços resistentes ao calor às vezes é realizada em uma mistura de amônia e nitrogênio.
A nitretação de ligas de titânio é realizada a 850 950 C em nitrogênio de alta pureza (a nitretação em amônia não é usada devido ao aumento da fragilidade do metal).

Durante a nitretação, uma fina camada superior de nitreto e uma solução sólida de nitrogênio em ±-titânio são formadas. Profundidade de camada por 30 horas 0,08 mm com dureza superficial HV = 800 850 (corresponde a 8 8,5 H/m2). A introdução de alguns elementos de liga (Al até 3%, Zr 3 5%, etc.) na liga aumenta a taxa de difusão do nitrogênio, aumentando a profundidade da camada nitretada, e o cromo reduz a taxa de difusão. A nitretação de ligas de titânio em nitrogênio rarefeito permite obter uma camada mais profunda sem uma zona de nitreto frágil.
A nitretação é amplamente utilizada na indústria, inclusive para peças que operam em t até 500-600 C (revestimentos de cilindros, virabrequins, engrenagens, pares de carretéis, peças de equipamentos de combustível, etc.).
Lit.: Minkevich A.N., Chemical-thermal treatment of metals and leagues, 2ª ed., M., 1965: Gulyaev A.P. Metallurgy, 4ª ed., M., 1966.

Pela primeira vez, o endurecimento de peças usando aquecimento por indução foi proposto por V.P. Volodin. Foi há quase um século - em 1923. E em 1935, esse tipo de tratamento térmico começou a ser usado para endurecer o aço. É difícil superestimar a popularidade do endurecimento hoje - ele é usado ativamente em quase todos os ramos da engenharia, e as instalações de endurecimento HDTV também estão em grande demanda.

Para aumentar a dureza da camada endurecida e aumentar a tenacidade no centro da peça de aço, é necessário usar o endurecimento da superfície HDTV. Nesse caso, a camada superior da peça é aquecida até a temperatura de endurecimento e resfriada abruptamente. É importante que as propriedades do núcleo da peça permaneçam inalteradas. Como o centro da peça mantém sua tenacidade, a própria peça se torna mais forte.

Com a ajuda do endurecimento HDTV, é possível fortalecer a camada interna parte ligada, é usado para aços de médio carbono (0,4-0,45% C).

Vantagens do endurecimento HDTV:

Com o aquecimento por indução, apenas a parte desejada da peça é alterada, este método é mais econômico que o aquecimento convencional. Além disso, o endurecimento de HDTV leva menos tempo;
Com o endurecimento do aço por alta frequência, é possível evitar o aparecimento de trincas, além de reduzir o risco de defeitos de empenamento;
Durante o aquecimento da HDTV, não ocorre queima de carbono e formação de incrustações;
Se necessário, são possíveis alterações na profundidade da camada endurecida;
Usando o endurecimento HDTV, é possível melhorar as propriedades mecânicas do aço;
Ao usar o aquecimento por indução, é possível evitar o aparecimento de deformações;
A automação e mecanização de todo o processo de aquecimento está em alto nível.

No entanto, o endurecimento de HDTV também tem desvantagens. Portanto, é muito problemático processar algumas peças complexas e, em alguns casos, o aquecimento por indução é completamente inaceitável.

Endurecimento de aço HDTV - variedades:

Endurecimento de HDTV estacionário.É usado para endurecer pequenas peças planas (superfícies). Neste caso, a posição da peça de trabalho e do aquecedor é mantida constantemente.

Endurecimento HDTV sequencial contínuo. Ao realizar este tipo de endurecimento, a peça se move sob o aquecedor ou permanece no lugar. Neste último caso, o próprio aquecedor se move na direção da peça. Esse endurecimento de alta frequência é adequado para o processamento de peças planas e cilíndricas, superfícies.

Endurecimento de HDTV sequencial contínuo tangencial. É usado ao aquecer apenas pequenas peças cilíndricas que rolam uma vez.

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Aquecimento por indução de vários cortadores antes de soldar, endurecer,
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Soldagem por indução, endurecimento (reparação) de lâminas de serra,
unidade de aquecimento por indução IHM 15-8-50

Aquecimento por indução de vários cortadores antes de soldar, endurecer

As correntes de alta frequência são capazes de lidar idealmente com uma variedade de processos de tratamento térmico de metais. Instalação de HDTV perfeito para endurecimento. Até à data, não existe nenhum equipamento que possa competir em igualdade de condições com o aquecimento por indução. Os fabricantes começaram a prestar cada vez mais atenção aos equipamentos de indução, adquirindo-os para processar produtos e fundir metais.

O que é uma boa instalação HDTV para endurecimento

A instalação HDTV é um equipamento único capaz de processar metal com alta qualidade em um curto período de tempo. Para executar cada função, você deve selecionar uma instalação específica, por exemplo, para endurecimento, é melhor comprar um complexo de endurecimento HDTV pronto, no qual tudo já foi projetado para um endurecimento confortável.
A instalação de HDTV tem uma ampla lista de vantagens, mas não consideraremos tudo, mas focaremos naqueles especificamente adequados para o endurecimento de HDTV.

A instalação HDTV aquece em um curto período de tempo, começando a processar rapidamente o metal. Ao usar o aquecimento por indução, não há necessidade de gastar mais tempo no aquecimento intermediário, pois o equipamento começa imediatamente a processar o metal.
O aquecimento por indução não requer meios técnicos adicionais, como o uso de óleo de têmpera. O produto é de alta qualidade e o número de defeitos na produção é significativamente reduzido.
A instalação de HDTV é totalmente segura para os funcionários da empresa, além de ser de fácil operação. Não há necessidade de contratar pessoal altamente qualificado para operar e programar o equipamento.
As correntes de alta frequência permitem um endurecimento mais profundo, pois o calor sob a influência de um campo eletromagnético é capaz de penetrar em uma determinada profundidade.

A instalação de HDTV tem uma lista enorme de vantagens, que podem ser listadas há muito tempo. Usando o aquecimento HDTV para endurecimento, você reduzirá significativamente os custos de energia e também terá a oportunidade de aumentar o nível de produtividade da empresa.

Instalação HDTV - o princípio de operação para endurecimento

A instalação HDTV funciona com base no princípio do aquecimento por indução. As leis de Joule-Lenz e Faraday-Maxwell sobre a conversão de energia elétrica foram tomadas como base desse princípio.
O gerador fornece energia elétrica, que passa pelo indutor, transformando-se em um poderoso campo eletromagnético. As correntes parasitas do campo formado começam a agir e, penetrando no metal, são transformadas em energia térmica, iniciando o processamento do produto.