Tempra e tempera

Trattamento termico di tempra e tempera per getti e forgiati

Introduzione:

Tempra e tempera sono processi di trattamento termico essenziali utilizzati per migliorare le proprietà meccaniche dell'acciaio e di altre leghe ferrose, ideali per applicazioni ad alte prestazioni in cui resistenza, tenacità e durata sono difficili. Il processo richiede due fasi principali: tempra, dove il materiale viene rapidamente raffreddato per raggiungere uno stato temprato, seguito dalla tempera, dove il materiale viene riscaldato per ridurre la fragili e migliorare la tenacità. Questa combinazione di processi aiuta a produrre getti e forgiati con l'equilibrio ottimale di forza, durezza e duttilità.

Obiettivo di tempra e tempera per getti e forgiati

Gli obiettivi primari di tempra e tempera sono:

• Aumenta la durezza: la tempra migliora la durezza del materiale, lo rende resistente all'usura e migliora la sua capacità di resistere a stress meccanici difficili.

• Migliora la resistenza: sia la tempra che la tempera aumentano la resistenza alla trazione del materiale, fornendo la capacità di sopportare alti livelli di forza e pressione senza deformazioni.

• Migliora la tenacità e la duttilità: la tempera è critica per ridurre la fragili a causa della tempra, aumentando così la tenacità e la capacità del materiale di assorbire gli urti senza fratturazione.

• Ottieni le proprietà meccaniche richieste: il processo è su misura per ottenere le proprietà meccaniche specifiche richieste per l'applicazione del componente, la forza di bilanciamento, la tenacità e la resistenza alla fatica.

• Migliorare la stabilità dimensionale: tempra e tempera aiuta a ridurre gli stress interni all'interno del materiale, garantire la stabilità dimensionale durante ulteriori lavorazioni o durante il funzionamento in servizio.

Il processo di tempra e tempera per getti e forgiati

1. Tempra (tempra):

• La colata o la forgiatura viene riscaldata a una temperatura superiore al suo intervallo critico, in genere da 800 ° c a 900 ° c (da 1,470 a 1,650 ° f), a seconda della lega e dei requisiti dei materiali. Questo processo fa sì che la struttura in cristallo dell'acciaio cambi in una fase martensitica, che è molto più dura rispetto alla struttura originale.

• Una volta che il materiale raggiunge la temperatura target, viene rapidamente raffreddato mediante immersione in un mezzo di tempra, come acqua, olio o aria. Il raffreddamento rapido blocca la struttura martensitica in posizione, con una maggiore durezza. In ogni caso, questo rende il materiale fragile, ed è per questo che si tempera.

2. Tempera:

• Dopo la tempra, il materiale è troppo duro e fragile per la maggior parte delle applicazioni. La tempera richiede di riscaldare il materiale temprato a una temperatura inferiore (in genere tra 150 ° c e 650 ° c o 300 ° f a 1,200 ° f), quindi mantenerlo a tale temperatura per un periodo specifico. Questo processo riduce lo stress interno creato mediante tempra e ripristina parte della duttilità e della tenacità del materiale.

• La temperatura e il tempo di tempera determina l'equilibrio finale di durezza, resistenza e tenacità. Le temperature di tempera inferiori tende a mantenere una maggiore durezza, mentre le temperature di tempera più elevate migliorano la tenacità e la duttilità.

3. Raffreddamento:

• Dopo la tempera, il materiale viene raffreddato ad una velocità controllata, in genere in aria. Il processo di raffreddamento dopo la tempera aiuta a solidificare la microstruttura modificata, stabilizzare le proprietà meccaniche realizzate.

Vantaggi della tempra e della tempera per getti e forgiati

1. Durezza migliorata e resistenza all'usura:

• Il processo di tempra aumenta in modo significativo la durezza del materiale, fornendo una resistenza all'usura superiore. Questo rende tempra e tempera ideale per applicazioni in cui il componente sarà soggetto ad alti livelli di attrito, abrasione o carico meccanico pesante.

2. Forza migliorata:

• Sia la tempra che la tempera aumentano la resistenza alla trazione del materiale, lo rendono adatto a componenti strutturali che devono resistere alla deformazione o al guasto sotto carichi elevati. La tempera aiuta a regolare la forza per applicazioni specifiche.

3. Maggiore tenacità e duttilità:

• Mentre la tempra crea un materiale molto duro, lo rende anche fragile. La temperaturaIl processo g ripristina la duttilità e riduce la fragili, migliora la capacità del materiale di assorbire gli urti senza screpolature o fratturazioni. Questo è essenziale per i componenti soggetti a carico dinamico o agli urti.

4. Stress residui ridotti:

• La tempra crea stress residui importanti nel materiale a causa del processo di raffreddamento rapido. Temperare allevia questi stress, garantire che il materiale trattiene la stabilità dimensionale e riduce il rischio di distorsione o screpolature durante ulteriori lavorazioni o in servizio.

5. Proprietà meccaniche personalizzabili:

• Uno dei vantaggi chiave dell'tempra e della tempera è la capacità di rassodare le proprietà del materiale per soddisfare i requisiti specifici. Mediante la regolazione dei parametri di tempra e tempera (come temperatura e tempo), possiamo ottenere il perfetto equilibrio di durezza, resistenza e tenacità per l'applicazione finale.

6. Resistenza alla fatica migliorata:

• Componenti trattati con tempra e tempera mostra una maggiore resistenza alla fatica, che è essenziale per parti che vivono cicli ripetuti di carico e scarico. Questo rende il processo ideale per applicazioni automobilistiche, aerospaziali e pesanti.

7. Precisione dimensionale e stabilità:

• La riduzione degli stress interni attraverso la tempera migliora la stabilità dimensionale, che è essenziale per mantenere la precisione e la precisione dei getti e dei pezzi fucinati, specialmente per i componenti con tolleranza stretta.

Applicazioni di tempra e tempera per getti e forgiati

La tempra e la tempera sono ampiamente utilizzate nelle industrie in cui i componenti devono resistere a pesanti stress meccanici, alta usura e condizioni operative estreme. Alcune delle applicazioni chiave includono:

Industria automobilistica:

Ingranaggi, alberi, alberi motore e componenti di sospensione che richiedono elevata resistenza, resistenza all'usura e resistenza alla fatica per prestazioni di lunga durata.

Macchine edili:

Parti strutturali, bracci e componenti dell'ingranaggio che devono essere sia forti che resistenti in condizioni di carico dinamico.

Macchinari pesanti:

Ingranaggi, assi e componenti ad alte prestazioni utilizzati nella costruzione, nelle miniere e nelle macchine agricole che sono soggette a usura costante e carichi pesanti.

-Petrolio e Gas:

Strumenti, valvole e pompe e altri componenti utilizzati nella perforazione, esplorazione ed estrazione, dove la resistenza all'usura, ad alta resistenza e la resistenza alla fatica sono essenziali.

Settore energetico:

Apparecchiature per la generazione di energia, componenti per turbine e valvole che richiedono un'elevata resistenza per resistere alle pressioni e alle temperature delle centrali elettriche.