Blog sobre afiação. Excelentes propriedades com tratamento térmico adequado decodificação de aço 40x13

O aço é liga de vários elementos químicos. Em regra, é criado para fins específicos e com uma gama estreita de usos.

O aço 40×13 não enferruja em todas as condições climáticas, adequado para a fabricação de eletrodomésticos, facas e utensílios. Não contém produtos químicos nocivos, o que significa que pode ser usado com segurança na indústria e indústria alimentícia.

Outra vantagem é a alta resistência ao calor, bem como a resistência aos efeitos corrosivos. A liga adquire essas características como resultado do endurecimento devido a um processo de fabricação especial. Durante isso, o carboneto é completamente dissolvido, razão pela qual a substância não entra em reações químicas com outras.

Características

A conveniência de usar esse material também se deve ao fato de o aço ser fabricado em um forno do tipo aberto com um regime de temperatura de 850 a 1200 graus, para que o material seja completamente deformado e possa ser derramado em formas completamente diferentes. A variabilidade do sistema de refrigeração e aquecimento permite criar um produto sem defeitos, rachaduras e quaisquer irregularidades.

Ingredientes após endurecimento:

• partículas de carboneto
• martensitas,
• austenitas residuais.

Este último elemento influencia a rigidez do aço resultante: quanto maior a temperatura de endurecimento, menor a rigidez/dureza. É por isso que, se o aço for necessário para as facas (o aço macio nas facas é muito mais fácil e conveniente de afiar), a temperatura de endurecimento ideal será de 1050 graus ou mais.

Inscrição

Anteriormente, esse material era usado para a fabricação de facas de cozinha soviéticas e baratas. Infelizmente, devido ao seu baixo custo, eles eram de qualidade relativamente baixa (devido aos fabricantes de facas, não ao aço), mas eram perfeitos para uso doméstico e cozinha comuns. Com essa faca, era fácil cortar frango e outros pratos de carne, mas a vantagem mais importante é a segurança da saúde. Simplesmente não há risco de contrair qualquer doença química usando aço 40x13.

Uma área separada de aplicação é a modelagem de aeronaves. Na construção de aeronaves, é impossível que o material do qual são feitos componentes importantes seja altamente eletrificado e sujeito a várias corrosão, porque vidas humanas estão em jogo. Os designers não usariam aço de baixa qualidade, então esse fato será outra vantagem. Mas a forma mais comum de uso é a fabricação de vários componentes. A alta resistência e a capacidade de uso em mecanismos de desgaste tornam o material componentes principais.

Vale ressaltar que os bisturis médicos são feitos da liga acima, o que confirma as informações sobre segurança para o corpo humano. Vários dispositivos técnicos também são produzidos a partir deste aço: rolamentos, molas, elementos para sistemas de medição, peças de compressores e muitas coisas necessárias na vida cotidiana.

Uma das principais desvantagens é o fato de que o uso de este aço não pode ser soldado. Com uma mudança brusca de temperatura, perde muitas de suas propriedades, começa a enferrujar e a rede cristalina é destruída.

Qualquer material, incluindo o aço, possui certas propriedades que são exclusivas dele. Especialistas envolvidos no desenvolvimento de novos tipos de aço fazem todos os esforços para obter propriedades e características ideais. Isso se aplica totalmente ao aço 40X13.

Características principais

O aço 40X13, às vezes chamado de 4X13, é classificado como resistente à corrosão e resistente ao calor. O substituto doméstico é o aço 30X13. A composição química deste material inclui:

• carbono até 0,45%;
• cromo até 14%;
• outros materiais (silício, manganês, etc.) até 0,8%.

Esta composição permite fabricar os seguintes produtos a partir deste aço:

• ferramentas de corte e medição;
• instrumentos médicos, incluindo cirúrgicos;
• elementos estruturais operando em ambientes agressivos fracos.
• molas, fixadores, eixos e rolamentos capazes de operar em ambientes agressivos, inclusive em temperaturas de até 450 ºC.

Este material é obtido em fornos abertos. Na maioria das vezes, fornos de indução são usados. A fusão do aço é realizada a temperaturas de 850 a 110 graus Celsius. Este modo garante sua deformação completa. Para evitar a formação de fissuras e outros defeitos, são utilizados vários regimes de temperatura, aplicados alternadamente. A propósito, para o uso de peças da marca 40X13 em ambientes agressivos, para aumentar sua resistência à corrosão, recomenda-se lixar sua superfície.

Aço desta classe não deve ser usado para criar estruturas usando qualquer tipo de soldagem.

Análogos

Entre os análogos importados do aço grau 40x13 estão os seguintes:

• EUA - 420;
• Alemanha - 1,4031;
• RPC - 4S13.

GOST

A indústria metalúrgica produz o seguinte sortimento - folha (GOST 5582-75), barra GOST 18907-73, fio (GOST 18143-72).

Tratamento térmico do aço

O grau 40X13 recebe suas propriedades únicas, em particular, maior resistência à corrosão, como resultado de um complexo tratamento térmico.

Após o endurecimento, os componentes constituintes do aço 40X13 são:

• carbonetos;
• martensitas;
• resíduos de austenita.

Deve-se notar que a uma temperatura de cerca de 1050 ºC o aço perde sua dureza. Isso se deve principalmente ao fato de que, nesse modo, a quantidade de austenita aumenta. Mas quando a temperatura cai para 500 ºC, a dureza retorna. Isto é devido à remoção de carbonetos da estrutura de aço.

O tratamento térmico de acabamento (endurecimento) é realizado a uma temperatura de 950 - 1000 ºC, seguido de resfriamento em óleo ou ar. Sujeito a todos os regimes tecnológicos, aço para obter a dureza e resistência à corrosão exigidas.

Propriedades tecnológicas do aço 40X13

O grau 40X13 tem boa capacidade de fabricação quando a deformação plástica é realizada em estado quente. É realizado a uma temperatura de 850 a 1100 ºC. Mas devemos lembrar que, com aquecimento repentino, o aço pode perder várias de suas propriedades únicas, por exemplo, dureza. É por isso que o procedimento de aquecimento deve ser realizado em baixa velocidade. Ao atingir uma temperatura de 830 ºC, é possível realizar laminação ou forjamento. O resfriamento do aço também deve ser realizado lentamente.

O aço 40X13 é pouco exposto à deformação a frio.

Várias características do aço resistente à corrosão e do aço carbono são semelhantes em muitos aspectos, em particular, na dureza. Mas eles têm uma microestrutura diferente e isso leva a certas dificuldades no processo de usinagem.

As principais dificuldades que surgem ao tornear e fresar aço grau 40X13 são:

• endurecimento resultante do processo de corte;
• descarte de resíduos de processamento;
• desgaste acelerado da ferramenta de corte.

O fato é que ao usinar o corte 40x13, os cavacos não quebram como a maioria dos aços carbono, mas enrolam na forma de um cavaco longo. Para resolver esse problema, dispositivos especiais são instalados na ferramenta de corte - quebra-cavacos.

A baixa condutividade térmica é boa ao usar 40X13 na prática, mas cria certas dificuldades ao girar. Ou seja, no local de processamento, a temperatura aumenta acentuadamente, resultando na formação do endurecimento e na superfície endurecida de maneira desigual. Essa propriedade do aço leva a uma diminuição do recurso da ferramenta de corte e a um aumento no processamento da peça.

Outra propriedade do 40X13 é a presença em sua composição de carboneto e outros compostos que possuem tamanho microscópico. A sua presença torna o aço uma espécie de abrasivo que inutiliza a ferramenta de corte e isso leva a uma lentidão no processamento.

Para o processamento eficaz de aço inoxidável, é usada uma ferramenta de corte, na qual são aplicados carboneto de tungstênio e outros revestimentos de endurecimento.

O uso de aço 40X13

As propriedades únicas do aço deste grau tornaram possível usá-lo na indústria aeronáutica. O fato é que esta indústria está constantemente necessitando de materiais que tenham alta resistência durante a operação em altas temperaturas, por exemplo, em um motor de avião. Além disso, na moderna tecnologia de aviação, peças feitas desse aço são usadas em elementos de suporte de carga da estrutura da fuselagem, etc.

O aço U8 pertence à classe dos aços carbono eutetóides. No estado inicial - após forjamento ou laminação e resfriamento ao ar, sua estrutura consiste em perlita lamelar pura. O tratamento térmico desses aços é feito em duas etapas: processamento preliminar e final. A primeira consiste no recozimento para perlita granular a uma temperatura de 750-760°C. Tal estrutura, em primeiro lugar, facilita a usinagem e, em segundo lugar, após o endurecimento, as propriedades serão mais uniformes. Característica de endurecimento de aços carbono, incluindo U8, a inadmissibilidade da menor desaceleração durante o endurecimento devido à velocidade crítica muito alta. Pontos moles podem se formar.

Para aço U8 endurecimento intermitente é usado. Para implementá-lo, a parte quente é primeiro colocada na água e depois transferida para o óleo, onde ocorre o resfriamento final. Assim, é possível evitar o aparecimento de pontos moles, mas devido à diminuição da taxa de resfriamento na última etapa, as tensões estruturais são reduzidas. O endurecimento do aço U8 é realizado a 780 ° C e a temperatura de revenimento é de 400 ° C.

Resultado garantido sujeito aos parâmetros

O aço 40X13 tolera bem a deformação plástica a quente, que é realizada na faixa de temperatura de 1100-860 ° C.
O aço é propenso a rachaduras quando aquecido ou resfriado rapidamente. Portanto, o aquecimento a 830 ° C é usado lentamente e, após a deformação, o resfriamento em areia ou em um forno.

Após a deformação a quente, o recozimento intermediário é aplicado em temperaturas de 740 a 800 ° C ou recozimento completo na faixa de 810 a 880 ° C com resfriamento lento não superior a 25-50 ° C / h a 600 ° C.

endurecimento 40X13 na faixa de 950 a 1050 °C, é usado como tratamento térmico final. Resfriamento - no ar ou no óleo. Em seguida, o revenimento é feito levando em consideração a dureza e a resistência à corrosão dadas. Para aço 40X13, utilizado como blank para instrumentos cirúrgicos, o endurecimento gradual é feito de 1030-1040°C com resfriamento em solução alcalina a 350°C. Isso é necessário para reduzir o empenamento e aumentar as propriedades elásticas.

Requisitos especiais são impostos ao tratamento térmico do aço 40X. O tempo de resfriamento das peças feitas deste aço em água ou ar ou água deve ser curto devido à sua tendência a temperar a fragilidade e a fragilidade a frio. A presença de cromo reduz a taxa crítica de endurecimento e previne o crescimento de grãos. Temperatura de transformação martensítica do aço 40X menor, sua temperabilidade é maior que a do aço carbono simples 40. Como resultado, é temperado a uma temperatura mais alta.
Aço 40X pertence ao grupo melhorado. Seu desempenho é realmente melhorado como resultado da exposição térmica adequada. Graças a ele, as características mecânicas do aço são superiores às de vários aços estruturais. Mantendo uma tenacidade e ductilidade suficientemente altas, este aço é um dos mais duráveis.

Muitos mestres pensam em como. Em primeiro lugar, estamos falando, é claro, do aço. Recentemente, o mercado russo foi inundado com produtos chineses baratos. O metal de baixa qualidade geralmente parece bonito, mas é macio. Para que uma ferramenta de metal seja utilizável, o aço deve ser duro. Este problema geralmente é resolvido com sucesso por tratamento térmico adequado - endurecimento.

Por que a têmpera e o revenimento são necessários?

A principal desvantagem desses métodos é que eles são inadequados para uso doméstico. No entanto, muitas vezes surgem situações em que os produtos de aço adquiridos de uma loja especializada precisam de processamento adicional, ou seja, reforço. seguido de licença é necessário porque:

Na maioria das vezes, para a fabricação de produtos necessários na vida cotidiana, é usado o metal da marca AC40XM. Para engenharia mecânica, a marca 40HGM é mais usada. Para a fabricação de instrumentos cirúrgicos - grau metálico 40x. O revenimento do metal em casa, sujeito a todas as tecnologias, não é menos eficaz do que o fortalecimento do aço na produção.

Ao trabalhar com metal, especialmente em altas temperaturas e na presença de fontes de chama aberta, as precauções de segurança devem ser observadas impecavelmente. Isso se aplica tanto ao operário da aciaria quanto ao capataz da casa.

Os especialistas não recomendam categoricamente o endurecimento do aço usando produtos químicos, pois há risco de queimaduras graves ou envenenamento grave. Em casa, é melhor usar o método térmico de fortalecer os produtos de aço, quando as moléculas de metal são mais densamente atraídas umas pelas outras devido à liberação ativa de energia térmica. Todo o trabalho deve ser realizado ao ar livre ou em uma sala especialmente equipada.

Vantagens principais

Você também pode endurecer o metal sozinho. O principal é não esquecer o revenimento do metal, que deve ser realizado após o endurecimento e a normalização da temperatura. Às vezes, esse procedimento também é chamado de "recozimento". O procedimento para fortalecer o metal com óleo ou a chamada "têmpera em dois ambientes" - em água e óleo - é muito popular. Mas uma pessoa que não tem experiência não deve endurecer usando líquidos quentes, pois lesões graves podem resultar de violações de segurança.

A ausência de revenimento do metal após o endurecimento geralmente leva ao fato de que, devido a uma queda acentuada de temperatura, o metal se torna mais duro, mas mais quebradiço e quebradiço. Se o endurecimento ocorrer na fábrica, o procedimento de revenimento ocorre em total conformidade com os padrões GOST.

Aqui estão as principais vantagens do endurecimento do aço em casa:

Se um incêndio for usado como fonte de fogo aberto, o endurecimento do aço deve ser realizado em clima calmo, para que uma rajada acidental de vento não cause incêndio. Certifique-se de proteger seus olhos com óculos especiais, pois a observação a longo prazo de uma chama brilhante pode afetar negativamente a visão. Também é necessário usar macacões feitos de material resistente ao fogo.

Como fazer um machado mais forte

Para melhorar a qualidade do metal do qual a lâmina do machado é feita, você pode endurecê-la facilmente em casa. Produtos para perfurar e cortar feitos de . Além disso, não deve haver problemas com produtos de metal da marca 40 × 13. Você pode aumentar a dureza da lâmina simplesmente abaixando-a no fogo. Artesãos experientes determinam facilmente o grau de endurecimento pela cor do machado abaixado nele. Normalmente, um produto feito de aço 40x primeiro fica vermelho brilhante e, em seguida, a cor começa a desbotar gradualmente. A cor de uma lâmina de metal muda dependendo da temperatura de aquecimento aproximadamente da seguinte forma:

• Cor vermelha brilhante quando o produto é aquecido a 300 graus;
• Cor laranja a cerca de 400 graus;
• Cor amarela saturada quando aquecida a 500-600 graus;
• Amarelo claro, quase branco na fase final, quando a temperatura incandescente atinge cerca de 750-800 graus.

Como endurecer uma faca de aço

O tratamento térmico de facas de aço, tesouras ou instrumentos cirúrgicos pode ser realizado em um forno mufla. Tal forno é adequado para produtos de pequeno porte feitos de aço grau 40x. Alguns artesãos também usam um queimador de gás para esse fim, mas esse método não é seguro, pois pode ocorrer um incêndio.

A principal vantagem do forno mufla é que ele pode ser usado não apenas para têmpera, mas também para revenimento. Você pode projetar este dispositivo simples para tratamento térmico de metal com suas próprias mãos. O revenimento do aço em casa em um forno mufla é uma maneira segura de aumentar a dureza de um metal sem o uso de produtos químicos (como nitrogênio). Para endurecer uma faca de aço 40x, ela deve ser colocada no forno ainda quente.

• Coloque o forno no modo de aquecimento gradual até a temperatura desejada;
• Corte o lacre várias vezes com uma faca de aço;
• Faça o mesmo, mas com uma diminuição gradual da temperatura;
• Quando a faca esfriar, limpe-a cuidadosamente dos restos da cera de vedação derretida.

Este método é frequentemente usado por cirurgiões para endurecer bisturis de aço em casa. Além disso, um forno mufla é frequentemente usado para fortalecer peças metálicas usadas na montagem e reparo de carros e caminhões.

O endurecimento do metal é uma ótima maneira de prolongar a vida útil de um produto de metal. Obviamente, é melhor comprar imediatamente peças e ferramentas endurecidas. Mas se isso não for possível, você pode aumentar facilmente a dureza do material. Com certas habilidades e conhecimentos básicos no campo da metalurgia, um bom proprietário pode lidar facilmente com essa importante tarefa. O principal é observar as precauções de segurança e não esquecer uma etapa tão importante do endurecimento como o revenimento ou o recozimento.

Um dos materiais mais procurados no campo da atividade humana é o aço. Uma liga de ferro e carbono possui características técnicas únicas, graças às quais é assegurada a versatilidade deste material. E entre os melhores estão as características técnicas do aço 40x13, razão pela qual é usado em um número bastante grande de processos de produção.

Marcação de aço

Para entender as características inerentes ao material apresentado, é necessário entender o que significa sua marcação. Há um grande número de aços no mundo, todos diferem em suas propriedades. E a cada dia uma nova marca de material pode ser produzida. Portanto, você deve entender a abreviação do produto.

O aço 40x13 é ligado, ou seja, além de carbono e ferro, contém outros elementos ativos. Neste caso, o cromo está contido: isso é indicado pela letra X na marcação. Seu percentual é de 1,3%. Mas as características técnicas do aço 40x13 dependem principalmente da quantidade de carbono nele contida. Neste caso, o material contém 0,40% de elemento com número de série 6.

Produção de liga de aço

A tecnologia de produção de ligas de aço inclui várias etapas, que são realizadas principalmente em fornos elétricos a arco:

1. Purificação de minério de ferro.
2. Fundição de aço.
3. Introdução de aditivos adicionais.

Em primeiro lugar, o minério de ferro é purificado: componentes estranhos, principalmente enxofre e fósforo, são removidos. Este processo é realizado em fornos de fusão abertos usando tecnologia fora do forno. O processo de refino é a remoção de impurezas de arsênio e metais não ferrosos da composição. É realizado por meio de fusão a vácuo.

A próxima etapa na fabricação de um tipo de aço ligado consiste diretamente na fundição de um produto de aço. Para fazer isso, a matéria-prima em um forno elétrico a arco é aquecida a uma temperatura de 400 a 600 graus. Durante a fusão, o ferro se transforma em ferro fundido, que possui uma rede cristalina instável. Através de sua estabilização, o aço é obtido.

Para isso, o oxigênio é fornecido à câmara, que, ao ser queimada, libera carbono na atmosfera do forno. Ele, misturado ao ferro, converte o ferro fundido em aço. Depois disso, aditivos heterogêneos (no nosso caso, cromo) são adicionados às matérias-primas. Como resultado, a rede cristalina dos produtos metálicos torna-se ainda mais compactada e obtém-se um produto ligado.

Especificações

Após a fundição do aço ligado, segue-se o processo de têmpera e revenimento da amostra. O endurecimento da amostra é realizado a uma temperatura de 1100 graus. Depois disso, é importante observar o revenimento gradual, caso contrário, a amostra ficará coberta de rachaduras. Para evitar isso, este evento é realizado a uma temperatura de 600 graus.

Graças a este processo de fabricação, o produto final possui as seguintes características técnicas:

1. Resistência à tração temporária - 1140 MPa.
2. O limite de escoamento condicional na deformação residual é de 910 MPa.
3. Alongamento relativo - 12,5 por cento por cinco vezes o comprimento da amostra.
4. Resistência ao impacto - 12 J /.

Essas características permitem que o material seja utilizado em diversos campos da atividade humana.

Inscrição

Na indústria, o aço 40x13 tem sido amplamente utilizado. É usado principalmente em ambientes com alta umidade. O cromo contido nele aumenta as propriedades anticorrosivas obtidas no endurecimento convencional.

A marca apresentada tem bons indicadores de plasticidade: a uma temperatura superior a 1000 graus é facilmente deformável. Este material é usado ativamente na produção de ferramentas de corte e medição, utensílios domésticos.

As características do aço 40x13 possibilitaram sua utilização na fabricação de peças de máquinas, principalmente rolamentos e peças de compressores. A principal condição para o uso de elementos acabados é que a temperatura do ambiente de trabalho não exceda 400 graus. Na construção, o material praticamente não é utilizado, pois não é soldado.

Desempenho anticorrosivo e seu impacto no uso do aço

O aço 40x13 GOST possui indicadores distintos de resistência à corrosão. É obtido endurecendo o produto a partir de uma temperatura na qual a dissolução completa dos carbonetos é assegurada. Mas, se a temperatura de revenimento for aumentada após o tratamento térmico, haverá uma diminuição na resistência à corrosão devido à volatilização do cromo do material. Uma diminuição nos parâmetros ocorre a uma temperatura de liberação acima de 600 graus.

Como resultado, para obter características técnicas mais favoráveis ​​do aço 40x13, ele deve ser revenido em temperaturas de 200 a 300 graus para obter alta dureza e resistência à corrosão, ou a uma temperatura de 600-650 unidades Celsius - para converter o produto em aço estrutural.