Scopul tratamentului termic este de a îmbunătăți proprietățile mecanice ale țevilor de oțel și ale țevilor de oțel de precizie, de a elimina tensiunile reziduale și de a îmbunătăți prelucrabilitatea metalelor din oțel. În funcție de obiectivele specifice, procesele de tratament termic pot fi clasificate în linii mari în două categorii: tratament termic pregătitor și tratament termic final.
Tratament termic pregătitor
Scopul tratamentului termic pregătitor este de a îmbunătăți lucrabilitatea, de a elimina tensiunile interne și de a pregăti o structură metalurgică favorabilă pentru tratamentul termic final. Procesele implicate includ recoacere, normalizare, îmbătrânire și călire și revenire.
(1) Recoacere și Normalizare
Recoacerea și normalizarea se aplică semințelor prelucrate la cald. Oțelurile carbon și oțelurile aliate cu un conținut de carbon mai mare de 0,5% sunt adesea recoapte pentru a le reduce duritatea și pentru a facilita tăierea. În schimb, cele cu un conținut de carbon sub 0,5% sunt supuse normalizării pentru a evita moliciunea excesivă care poate duce la lipirea sculei în timpul tăierii. Recoacerea și normalizarea rafinează, de asemenea, structurile de cereale, omogenizează microstructurile și pregătesc materialul pentru tratamentele termice ulterioare. Aceste procese sunt de obicei efectuate după fabricarea semifabricatului și înainte de prelucrarea brută.
(2) Tratament pentru îmbătrânire
Tratamentul de îmbătrânire este utilizat în principal pentru a elimina tensiunile interne generate în timpul producției și prelucrării semifabricatelor. Pentru piesele care necesită precizie generală, un singur tratament de îmbătrânire înainte de finisare este suficient pentru a evita transportul excesiv. Cu toate acestea, pentru piesele cu cerințe mai mari de precizie (cum ar fi cutia unei mașini de alezat coordonate), pot fi necesare două sau mai multe tratamente de îmbătrânire. Piesele simple, în general, nu necesită tratament pentru îmbătrânire.
În afară de piese turnate, piesele de precizie cu rigiditate slabă (de exemplu, șuruburi de precizie) suferă adesea mai multe tratamente de îmbătrânire între prelucrarea brută și semifinisată pentru a elimina tensiunile interne și a stabiliza precizia prelucrării. Unele părți axiale necesită, de asemenea, tratament de îmbătrânire după îndreptare.
(3) Călire și călire
Călirea și călirea implică călirea urmată de călirea la temperatură înaltă. Acest proces dă o structură uniformă și cu granulație fină de sorbit temperat, pregătind materialul pentru o deformare redusă în timpul călirii și nitrurării ulterioare a suprafeței. Astfel, călirea și revenirea pot servi și ca tratament termic pregătitor.
Datorită proprietăților sale mecanice cuprinzătoare excelente, călirea și revenirea pot fi utilizate și ca tratament termic final pentru piesele cu cerințe moderate de duritate și rezistență la uzură.
Tratament termic final
Obiectivul tratamentului termic final este de a îmbunătăți proprietățile mecanice, cum ar fi duritatea, rezistența la uzură și rezistența.
(1) stingere
Călirea poate fi călirea la suprafață sau prin călire. Călirea suprafeței este utilizată pe scară largă datorită deformării minime, oxidării și decarburării. Oferă o rezistență externă ridicată, o bună rezistență la uzură și menține o bună duritate internă și rezistență la impact. Pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice ale pieselor călite la suprafață, tratamentele termice pregătitoare, cum ar fi călirea și revenirea sau normalizarea sunt adesea efectuate în prealabil. Fluxul obișnuit al procesului este: tăiere → forjare → normalizare (sau recoacere) → prelucrare brută → călire și revenire → prelucrare semifinisată → călire la suprafață → prelucrare de finisare.
(2) Carburare și călire
Carburarea și călirea sunt potrivite pentru oțeluri cu conținut scăzut de carbon și oțeluri slab aliate. Acest proces crește conținutul de carbon al suprafeței piesei, rezultând o duritate mare a suprafeței după călire, în timp ce miezul păstrează rezistență moderată, duritate ridicată și plasticitate. Carburarea poate fi completă sau parțială, aceasta din urmă necesitând măsuri anti-carburare (de exemplu, placare cu cupru sau acoperiri anti-carburare) pentru zonele necarburate. Datorită deformării semnificative și unei adâncimi de cementare, în mod obișnuit între 0,5 și 2 mm, procesul de cementare este, în general, programat între prelucrarea semifinisă și cea de finisare.
Fluxul tipic al procesului este: tăiere → forjare → normalizare → prelucrare brută și semifinisată → cementare și călire → prelucrare de finisare.
Când porțiunea necarburată a unei piese parțial cementate este mărită pentru a permite îndepărtarea straturilor cementate în exces, această etapă de îndepărtare ar trebui să aibă loc după cementare, dar înainte de călire.
(3) Nitrurare
Nitrurarea implică infiltrarea atomilor de azot în suprafața metalului pentru a forma un strat de compuși de azot. Stratul nitrurat îmbunătățește duritatea suprafeței piesei, rezistența la uzură, rezistența la oboseală și rezistența la coroziune. Deoarece nitrurarea funcționează la temperaturi scăzute cu deformare minimă și produce un strat subțire (de obicei nu mai mult de 0.6-0,7 mm), procesul de nitrurare ar trebui programat cât mai târziu posibil. Pentru a minimiza deformarea în timpul nitrurării, după tăiere se efectuează, de obicei, o revenire la temperatură înaltă care reduce tensiunile.
