El tratamiento termomecánico es un proceso de tratamiento térmico de metales que combina el procesamiento a presión con el tratamiento térmico para utilizar eficazmente el fortalecimiento por deformación y el fortalecimiento por transformación de fase en materiales metálicos.
Al combinar el procesamiento a presión con operaciones de tratamiento térmico, este proceso unifica el proceso de conformado con la obtención de las propiedades finales.
Ahora, exploremos las categorías y aplicaciones del tratamiento termomecánico.
1. Revisar el diagrama de fases hierro-carbono.
| Símbolo | Significado |
| A 1 | Temperatura a la que coexisten en equilibrio austenita, ferrita, cementita o carburo |
| A3 | La temperatura de coexistencia más alta de austenita y ferrita en acero hipoeutectoide en equilibrio |
| Ac1 | Temperatura a la que comienza a formarse austenita cuando se calienta el acero. |
| Ac3 | La temperatura a la que toda la ferrita se transforma en austenita cuando se calienta el acero hipoeutectoide. |
| Ar1 | La temperatura a la que la austenita se descompone en ferrita y perlita durante la austenitización y el enfriamiento del acero a alta temperatura. |
| Ar3 | La temperatura a la que la austenita al enfriarse comienza a precipitar la ferrita libre. |
| accm | La temperatura más alta a la que coexisten austenita y cementita o carburo en un acero hipereutectoide en estado de equilibrio es el punto crítico superior del acero hipereutectoide. |
| acumular | La temperatura final a la que toda la cementita secundaria se disuelve en austenita durante el calentamiento. |
| Arco | La temperatura a la que la austenita comienza a precipitar la cementita secundaria durante el enfriamiento. |
Tratamiento termomecánico
Este es un proceso de fortalecimiento integral que combina el fortalecimiento por deformación y el fortalecimiento por transformación de fase. Implica dos procesos, a saber, la deformación plástica y la transformación en fase sólida de materiales metálicos, que se integran para influir en el proceso de transformación de fase y los productos. Al utilizar los cambios en la estructura de los materiales metálicos durante la deformación, este proceso tiene como objetivo obtener la estructura y las propiedades deseadas.
2. Endurecimiento por deformación a alta temperatura
Características del proceso
La deformación se realiza por encima de la temperatura de transformación Ar3 del acero o entre el rango de temperaturas Ar1 y Ar3. Alternativamente, se puede llevar a cabo por encima de la temperatura del tratamiento térmico en solución de las aleaciones. Después de la deformación, el material se templa y se revende.
Efecto y aplicación
La eliminación de los procesos de recalentamiento y enfriamiento puede aumentar la resistencia del acero entre un 10% y un 30%, mejorar su tenacidad y resistencia a la fatiga y disminuir el riesgo de fragilidad por enfriamiento. Esta técnica también es eficaz para mejorar la resistencia y plasticidad de aleaciones no ferrosas.
El método se utiliza comúnmente en la producción de láminas, tiras, tubos, alambres y barras de acero al carbono, acero de baja y media aleación, así como piezas mecánicas de formas simples.
3. Rodadura controlada
Características del proceso
El acero se deforma por encima de Ar3 o entre Ar1 y Ar3. Luego se enfría con aire o agua hasta que supera los 550 ℃ y se enfría aún más con aire para obtener la estructura de ferrita-perlita o bainita.
Efecto y aplicación
Al aumentar el límite elástico, se puede lograr una excelente tenacidad a bajas temperaturas, lo que lo hace adecuado para la producción de una variedad de productos que incluyen acero con bajo contenido de carbono, placas de acero soldables, flejes, alambrón y otros artículos que contienen Nb, V y Ti. Estos productos no están templados ni revenidos.
4. Endurecimiento por deformación a baja temperatura
Características del proceso
El acero se deforma en la zona estable de austenita subenfriada (500 ~ 600 ℃) y luego se templa y revende.
Efecto y aplicación
Con la condición de garantizar la plasticidad del acero, su resistencia se puede aumentar significativamente. Esto es aplicable a componentes hechos de acero de aleación media y alta resistencia que requieren alambres de acero de alta resistencia y de sección pequeña, así como a moldes de acero de alta aleación, herramientas de acero de alta velocidad, etc.
5. Tratamiento térmico de deformación isotérmica.
Características del proceso
(a) La deformación ocurre antes y durante el rango de temperaturas de transformación de la perlita del acero.
(b) La deformación también puede ocurrir después de la transformación de perlita.
Efecto y aplicación
(a) Los subgranos finos de ferrita y carburos esféricos pueden mejorar varias veces la resistencia al impacto del acero y son adecuados para la producción de pequeñas piezas estructurales de acero aleado.
(b) Este proceso puede reducir significativamente el tiempo de esferoidización, reducir la temperatura de esferoidización y mejorar la estructura de esferoidización. Se utiliza comúnmente en la fabricación de acero para herramientas y acero para rodamientos.
6. Tratamiento térmico de deformación que induce la transformación martensítica.
Características del proceso
La deformación se lleva a cabo en el rango de temperatura Ms ～ Md del acero.
Efecto y aplicación
Mejorar la resistencia bajo la condición de garantizar la plasticidad.
Es aplicable a aceros inoxidables austeníticos y aceros con plasticidad inducida por transformación (acero TRIP).
7. Tratamiento de envejecimiento por deformación en solución sólida sobresaturada
Características del proceso
Después del tratamiento con solución, el acero o la aleación deben trabajarse en frío o en caliente antes de envejecer.
Efecto y aplicación
La resistencia mejora significativamente y aún se puede garantizar la plasticidad requerida.
Se utiliza para tipos de acero o aleaciones que requieren refuerzo, como acero austenítico, acero martensítico, superaleaciones a base de níquel, aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, etc.
8. Pretratamiento termomecánico
Características del proceso
El proceso comienza con una deformación en frío a temperatura ambiente, seguida de un templado intermedio. Después de eso, se lleva a cabo un rápido calentamiento secundario y enfriamiento, seguido del revenido final.
Efecto y aplicación
Aún puede conservar el efecto de fortalecimiento de la deformación, lo que lo hace adecuado para producir tubos de acero laminados en frío, alambres de acero de alta resistencia estirados en frío o piezas pequeñas con formas simples que se pueden formar en frío.
