1. anillar
El recocido es un proceso de tratamiento térmico de metales que implica calentar lentamente el metal a una temperatura específica, mantenerlo durante un tiempo adecuado y luego enfriarlo a un ritmo adecuado.
El objetivo de este proceso es reducir la dureza, mejorar la maquinabilidad, eliminar tensiones residuales, estabilizar las dimensiones y minimizar las deformaciones y las tendencias al agrietamiento.
Además, afina la estructura del grano, ajusta la microestructura y elimina defectos estructurales.
Definición de recocido
El recocido se refiere a un proceso de tratamiento térmico de metales en el que el metal se calienta lentamente hasta una determinada temperatura, se mantiene durante un tiempo suficiente y luego se enfría a una velocidad adecuada (normalmente enfriamiento lento, pero a veces enfriamiento controlado).
Su finalidad es ablandar materiales o piezas que hayan sido fundidas, forjadas, soldadas o cortadas, para mejorar su plasticidad y tenacidad, homogeneizar su composición química, eliminar tensiones residuales o adquirir las propiedades físicas deseadas.
Dependiendo de su propósito, existen varios tipos de recocido, como recocido isotérmico, recocido homogeneizador, recocido esferoidal, recocido con alivio de tensiones, recocido recristalizante y recocido estabilizador, recocido con campo magnético y más.
1. Las herramientas metálicas pueden perder su dureza original debido a la exposición al calor durante el uso.
2. Calentar el material metálico o la pieza de trabajo a una temperatura específica y mantenerlo durante un tiempo determinado permite un enfriamiento lento. El recocido puede disminuir la dureza y fragilidad del metal y aumentar su plasticidad. También se le conoce como mallación.
Propósito del recocido
1) Reducir la dureza y aumentar la maquinabilidad;
2) Mitigar las tensiones residuales, estabilizar las dimensiones y reducir las tendencias a la deformación y al agrietamiento;
3) Refinar las estructuras de los granos, ajustar la microestructura y eliminar defectos estructurales.
En la producción, los procesos de recocido se utilizan ampliamente. De acuerdo con los diferentes objetivos de recocido requeridos por la pieza, existen varias especificaciones para el proceso de recocido, como recocido completo, recocido esferoidal y recocido con alivio de tensiones.
2. Normalizar
La normalización, también conocida como normalización, es un proceso de tratamiento térmico del metal en el que la pieza se calienta a una temperatura de 30 a 50 °C por encima de Ac3 o Accm, se mantiene durante un período determinado y luego se retira del horno para enfriarla al aire o con agua. rocío, niebla o soplado de aire.
Su finalidad es afinar el tamaño de grano y homogeneizar la distribución del carburo. La normalización se diferencia del recocido en que la velocidad de enfriamiento durante la normalización es ligeramente más rápida que durante el recocido, lo que da como resultado una estructura de normalización más fina y propiedades mecánicas mejoradas.
Además, la normalización por enfriamiento fuera del horno no consume equipos, consiguiendo así un mayor ritmo de producción. Por lo tanto, la normalización se utiliza tanto como sea posible en la producción para reemplazar el recocido.
Aplicaciones de normalización
1) Para el acero con bajo contenido de carbono, la dureza después de la normalización es ligeramente mayor que después del recocido, y la tenacidad también es mejor, lo que lo hace adecuado como pretratamiento para el mecanizado.
2) Para aceros de medio carbono, puede reemplazar el templado como tratamiento térmico final y también servir como tratamiento preparatorio para el endurecimiento de la superficie realizado mediante calentamiento por inducción.
3) Para acero para herramientas, acero para rodamientos y acero de cementación, puede reducir o suprimir la formación de redes de carburos, obteniendo así la estructura ideal requerida para el recocido por esferoidización.
4) Para piezas de acero fundido, puede refinar la estructura de fundición y mejorar la maquinabilidad.
5) Para piezas forjadas de gran tamaño, puede servir como tratamiento térmico final, evitando así una gran tendencia a agrietarse durante el endurecimiento.
6) Para el hierro fundido dúctil, mejora la dureza, la resistencia y la resistencia al desgaste y se utiliza en la fabricación de componentes importantes como cigüeñales y bielas en automóviles, tractores y motores diésel.
7) Para el acero hipereutectoide, realizar la normalización antes del recocido por esferoidización puede eliminar la cementita secundaria de la red, asegurando la esferoidización completa de la cementita durante el recocido por esferoidización.
Estructura posterior a la normalización: la estructura del acero hipoeutectoide es F + S, el acero eutectoide es S y el acero hipereutectoide es S + cementita secundaria y es discontinua.
El proceso de tratamiento térmico del metal implica calentar la pieza a una temperatura adecuada (Ac3 o ACcm más 30-50 °C) (ver microestructura del acero) y luego enfriarla al aire después del aislamiento. La normalización se utiliza principalmente para piezas de acero.
El acero normalizado es similar al acero recocido, pero se enfría un poco más rápido y tiene una estructura más fina. Algunos aceros con una velocidad de enfriamiento crítica muy pequeña pueden transformar austenita en martensita mediante enfriamiento por aire, pero este tratamiento no se considera normalización, sino que se denomina enfriamiento por enfriamiento por aire.
Por el contrario, algunas piezas de acero de sección grande con una velocidad de enfriamiento crítica más alta no pueden obtener martensita incluso si se enfrían en agua, y el efecto de enfriamiento está cerca de la normalización.
La dureza del acero después de la normalización es mayor que la del recocido.
Durante la normalización, no es necesario enfriar la pieza con el horno como durante el recocido, lo que ahorra tiempo en el horno, mejora la eficiencia de la producción y, por lo tanto, generalmente se reemplaza por la normalización tanto como sea posible en la producción.
Para el acero con bajo contenido de carbono con un contenido de carbono inferior al 0,25%, la dureza lograda después de la normalización es moderada, lo que favorece más el corte que el recocido, y generalmente la normalización se utiliza para prepararse para el corte.
Para acero de medio carbono con un contenido de carbono de 0,25-0,5%, también puede cumplir con los requisitos de corte después de la normalización.
Para piezas ligeras fabricadas con este tipo de acero, la normalización también puede servir como tratamiento térmico final.
La estandarización del acero para herramientas con alto contenido de carbono y del acero para rodamientos tiene como objetivo eliminar la red de carburos en la estructura y preparar la estructura para el recocido esferoidizado.
Proceso de tratamiento térmico de piezas de acero – Estandarización
El tratamiento térmico del acero se divide en dos categorías: tratamiento térmico general y tratamiento térmico superficial.
Los tratamientos térmicos generales comunes incluyen recocido, normalizado, templado y revenido; El tratamiento térmico de superficies se puede dividir en enfriamiento de superficies y tratamiento térmico químico.
La normalización es un proceso de tratamiento térmico en el que la pieza de acero se calienta a una temperatura crítica superior a 30-50 °C, se mantiene durante un tiempo adecuado y luego se enfría en aire en calma.
El principal objetivo de la normalización es refinar la estructura, mejorar el rendimiento del acero y obtener una estructura cercana al estado de equilibrio.
En comparación con el proceso de recocido, la principal diferencia en la normalización es que la velocidad de enfriamiento de la normalización es un poco más rápida, por lo que el ciclo de producción del tratamiento térmico de normalización es más corto.
Por lo tanto, cuando el recocido y la normalización pueden cumplir con los requisitos de rendimiento de las piezas, se debe elegir la normalización tanto como sea posible. La mayoría de las materias primas de acero de medio y bajo carbono generalmente utilizan un tratamiento térmico de normalización.
Las piezas en bruto de acero aleado en general suelen utilizar recocido. Si se normaliza, debido a la velocidad de enfriamiento más rápida, la dureza después de la normalización es mayor, lo que no favorece el procesamiento de corte.
3. Diferencia entre normalización y recocido
El proceso de tratamiento térmico implica calentar la pieza a una temperatura adecuada, mantener esa temperatura durante un período de tiempo y luego sacarla del horno para enfriarla al aire libre.
La diferencia entre normalización y recocido es que la velocidad de enfriamiento de la normalización es ligeramente más rápida que la del recocido, lo que da como resultado una estructura más fina en la normalización que en el recocido, mejorando así las propiedades mecánicas.
Además, la normalización del enfriamiento fuera del horno no ocupa equipos, lo que se traduce en un mayor ritmo de producción. Por lo tanto, la normalización se utiliza tanto como sea posible en la producción para reemplazar el recocido. Las principales aplicaciones de normalización incluyen:
1. Para los aceros con bajo contenido de carbono, la dureza después de la normalización es ligeramente mayor que la del recocido, con mejor tenacidad, sirviendo como pretratamiento para el corte.
2. Para acero de medio carbono, puede reemplazar el tratamiento de enfriamiento como tratamiento térmico final o servir como tratamiento preparatorio antes del endurecimiento de la superficie mediante calentamiento por inducción.
3. Para acero para herramientas, acero para rodamientos y acero carburizado, puede reducir o inhibir la formación de carburos líquidos, obteniendo así la buena estructura requerida para el recocido esferoidizado.
4. Para piezas de acero fundido, puede refinar la estructura de fundición y mejorar la maquinabilidad.
5. Para piezas forjadas de gran tamaño, puede servir como tratamiento térmico final, evitando así la mayor tendencia a agrietarse durante el temple.
6. En el caso del hierro dúctil, puede mejorar la dureza, la solidez y la resistencia al desgaste, lo que lo hace adecuado para la fabricación de piezas importantes de vehículos, tractores y motores diésel, como cigüeñales y bielas.
La principal diferencia entre el recocido y la normalización está en la velocidad de enfriamiento; la normalización tiene una velocidad más rápida, lo que da como resultado una estructura de perlita más fina. Así, para el mismo acero, la normalización produce mayor resistencia y dureza que el recocido.
La elección entre recocido y normalizado debe basarse en situaciones específicas, considerando generalmente tres aspectos:
1) Mejorar la maquinabilidad; El acero con bajo contenido de carbono debe estandarizarse. El acero de medio carbono con un contenido de carbono entre 0,25% y 0,45% puede recocerse o normalizarse. El acero con alto contenido de carbono con un contenido de carbono entre 0,45% y 0,77% debe recocerse completamente, mientras que el acero hipereutectoide debe someterse a un recocido esferoidal. (Acero estructural de bajo y medio carbono – normalizado, acero estructural de medio y alto carbono – recocido completo, acero de aleación para herramientas – recocido esferoidizado)
2) Procesabilidad del tratamiento térmico; Se deben recocer piezas de formas complejas, grandes o importantes. Debido a que el recocido se enfría lentamente, se minimiza la tensión interna y es menos probable que la pieza se deforme o se agriete. La normalización se puede utilizar para piezas generales.
3) Costo de procesamiento; la normalización es menos costosa que el recocido. Para reducir costos y mejorar la eficiencia de la producción, se debe utilizar la estandarización tanto como sea posible y al mismo tiempo garantizar la calidad.
Tabla de Procesos de Recocido y Endurecimiento
| Nombre del proceso | meta | Ámbito de aplicación | Observación |
| Recocido completo | (1) Refinar la estructura del grano.
(2) Eliminar Widmanstätten y estructuras con bandas. (3) Reducir la dureza y aumentar la plasticidad para mejorar la maquinabilidad. (4) Mitigar el estrés interno. (5) Para piezas fundidas, elimine los granos gruesos para mejorar la resistencia al impacto, la plasticidad y la tenacidad. |
(1) Para piezas de fundición, forjados y piezas de acero laminadas en caliente de acero hipoeutectoides de tamaño pequeño y mediano.
(2) Para el tratamiento térmico preliminar del acero hipoeutectoide. |
(1) No se recomienda su uso en acero hipereutectoide ya que conduce a la formación de carburos en forma de malla, reduciendo así la tenacidad del material.
(2) Para piezas fundidas y forjadas de gran tamaño, se emplea el recocido completo; sin embargo, debido a los efectos de la tensión, pueden ocurrir deformaciones y grietas, lo que requiere un alivio inmediato de la tensión. |
| Recocido incompleto | (1) Disminuir la dureza, aumentar la plasticidad y mejorar la maquinabilidad.
(2) Eliminar el estrés interno. (3) Obtener perlita esferoidizada. |
(1) Los aceros hipereutectoides, que presentan una estructura de carburo no reticulado, rara vez se utilizan para aceros hipoeutectoides.
(2) El pretratamiento térmico se utiliza para aceros con alto contenido de carbono y aceros para rodamientos. |
Cuando hay carburos reticulares en acero hipereutectoide, primero se debe normalizar y luego someter a un recocido incompleto. |
| Recocido esferoidal | (1) Obtener perlita esferoidizada y eliminar pequeñas estructuras de red en acero hipereutectoide.
(2) Reducir la dureza, aumentar la plasticidad y la resistencia. (3) Mejorar la maquinabilidad. (4) Servir como tratamiento térmico preparatorio antes del templado. |
Este proceso se emplea para mejorar la estructura del acero para herramientas al carbono, acero para herramientas aleado y acero para rodamientos con un ωc superior al 0,65%. Mejora su maquinabilidad y prepara la estructura para el tratamiento térmico final, garantizando así un rendimiento superior. | El recocido esferoidizante es un caso específico y una progresión de recocido incompleto. |
| Recocido isotérmico | (1) El uso de recocido isotérmico da como resultado una estructura de perlita uniforme debido a la descomposición de la austenita a temperatura constante, especialmente para piezas con una sección transversal grande. Esto conduce a propiedades mecánicas consistentes.
(2) El recocido isotérmico permite que el acero, que es difícil de transformar en perlita mediante métodos de recocido convencionales, obtenga una estructura de perlita. Esto facilita el mecanizado y acorta el ciclo de producción. |
(1) El recocido isotérmico, ampliamente adoptado en la producción debido a su finalidad, se utiliza especialmente para aceros hipoeutectoides y aceros eutectoides.
(2) El recocido de aceros aleados se sustituye casi por completo por el recocido isotérmico, a diferencia del recocido total utilizado tradicionalmente. |
El tamaño de grano y la dureza obtenidos a diferentes temperaturas isotérmicas varían. A temperaturas isotérmicas más altas, el grano es más grueso y la dureza es menor. En cambio, a temperaturas más bajas, el grano es más fino y la dureza es mayor. |
| Recocido por difusión | Elimina la segregación dendrítica en lingotes y piezas fundidas para unificar composición y estructura, mejorando así el rendimiento y facilitando las operaciones de mecanizado. | (1) Se utiliza principalmente para fundir lingotes y piezas fundidas a gran escala.
(2) Para piezas forjadas de acero de alta aleación, se implementa el recocido por difusión para preparar la microestructura para un tratamiento térmico y mecanizado adicional. |
Debido al largo ciclo de producción y al importante consumo de electricidad o combustible en el recocido por difusión, las piezas con requisitos menos estrictos generalmente no se someten a este proceso. |
| Recristalización Recocido | (1) Los metales sujetos a deformación en frío pueden aliviarse del endurecimiento mediante recocido por recristalización. Este proceso elimina tensiones internas, reduce la dureza y aumenta la ductilidad, facilitando así un procesamiento mecánico posterior.
(2) Después del procesamiento en caliente, debido al enfriamiento rápido, la recristalización no es completa, lo que genera una tensión interna y una dureza elevadas, lo que requiere un recocido de recristalización. |
(1) Se utiliza para restaurar la estructura y el rendimiento antes de la deformación en frío (por ejemplo, laminado en frío, estirado en frío y punzonado en frío) al tiempo que se eliminan las tensiones internas.
(2) Implementado como operación intermedia en deformación en frío para facilitar el procesamiento posterior. |
Cuando las piezas de acero sufren una deformación en frío irregular o están sujetas a cantidades críticas de deformación de aproximadamente entre el 5% y el 15%, realizar un recocido por recristalización puede resultar fácilmente en una estructura de grano grueso. |
| Recocido de alivio de tensión | (1) Eliminar la tensión interna y estabilizar las dimensiones para reducir la deformación durante el mecanizado y el uso.
(2) Menor dureza para facilitar el corte y mecanizado. |
(1) Se utiliza para piezas fundidas y forjadas, como bastidores de cajas, bloques de motor y carcasas de transmisión.
(2) Se utiliza para aceros de alta aleación, principalmente para reducir la dureza y aumentar la maquinabilidad. (3) Para piezas de alta precisión, para eliminar la tensión después del mecanizado y estabilizar las dimensiones, se mantiene una temperatura más baja (200-400 °C) durante un período prolongado. |
(1) Para piezas grandes y cuando la carga del horno es sustancial, es apropiado extender el tiempo de aislamiento en consecuencia.
(2) Cuando se alivian tensiones en piezas fundidas estándar, para evitar una reducción de la resistencia debido a la grafitización secundaria, la temperatura de calentamiento no debe exceder los 600 °C. |
| Recocido a alta temperatura | Elimina la boca blanca y la cementita libre, descompone la cementita para mejorar la maquinabilidad y aumentar la plasticidad y tenacidad. | Se utiliza para piezas de hierro gris y hierro dúctil (cuando se produce una boca blanca). | Generalmente no se utiliza hierro fundido maleable. |
| Recocido malebilizante | Al hacer que la cementita se descomponga, se obtiene grafito en escamas, lo que aumenta significativamente la resistencia y la plasticidad. | Se utiliza para convertir hierro fundido blanco en hierro fundido maleable. | Durante el proceso de enfriamiento del recocido, si el enfriamiento por aire se produce antes de alcanzar los 650 °C, el material mantiene una buena tenacidad. Sin embargo, puede producirse fragilidad durante el enfriamiento del horno. |
| Recocido de grafitización a alta temperatura. | Elimina la cementita libre en la estructura fundida, mejora la maquinabilidad, reduce la fragilidad y mejora las propiedades mecánicas. | Se utiliza comúnmente para hierro dúctil (cuando una cierta cantidad de cementita libre provoca la boca blanca). | Durante el enfriamiento, aparece fragilidad si la temperatura se reduce gradualmente en el rango de 600 a 400 grados Celsius. Por lo tanto, después de mantener la temperatura de recocido, el horno debe enfriarse a aproximadamente 600 grados Celsius y retirarse inmediatamente para enfriarlo con aire. |
| Recocido de grafitización a baja temperatura. | Obtener hierro dúctil con matriz ferrítica de alta tenacidad. | A menudo se utiliza para fundición dúctil (cuando en la estructura fundida sólo aparece perlita, sin cementita libre). | Cuando no se permita la presencia de perlita en la estructura base, el tiempo de conservación del calor deberá ampliarse adecuadamente; de lo contrario, puede reducirse ligeramente. |
| Recocido a baja temperatura | Reducir la fragilidad de las piezas fundidas, mejorar la maquinabilidad y mejorar la tenacidad. | Comúnmente utilizado para fundición gris y hierro dúctil (cuando no aparece cementita, solo hay perlita). | Si hay cementita libre presente en la estructura fundida, se utiliza recocido a alta temperatura en lugar de este proceso de recocido. |
| Normalizando | (1) Aumentar la dureza del acero con bajo contenido de carbono para mejorar su maquinabilidad.
(2) Refinar la estructura del grano (como eliminar la estructura de Widmanstätten, las bandas, los grandes granos de ferrita y los carburos de red) para prepararlo para el tratamiento térmico final. (3) Aliviar las tensiones internas, mejorando el rendimiento del acero con bajo contenido de carbono como requisito previo para el tratamiento térmico final. |
(1) Se utiliza principalmente para acero con bajo contenido de carbono, acero con medio carbono y acero de baja aleación. El acero con alto contenido de carbono y el acero de aleación con alto contenido de carbono no se utilizan comúnmente excepto cuando hay carburos reticulados presentes, ya que estos materiales sufren una transformación martensítica después de la normalización.
(2) Esta técnica, empleada para enfriar piezas de reparación, mitiga la tensión interna y refina la estructura para evitar deformaciones y grietas durante el nuevo enfriamiento. |
En comparación con el recocido, la normalización tiene un ciclo de producción más corto y una mayor utilización del equipo. Además, puede mejorar las propiedades mecánicas del acero. Por lo tanto, dependiendo del material y los requisitos técnicos, la normalización se puede utilizar como sustituto del recocido en determinadas situaciones. |
| Normalización de alta temperatura | Mejorando la uniformidad dentro de la estructura, mejorando la maquinabilidad, aumentando la fuerza, dureza y resistencia al desgaste o eliminando la boca blanca y los carburos libres. | Se utiliza principalmente para piezas de hierro dúctil que requieren alta resistencia y excelente resistencia al desgaste. | Cuando hay cementita libre presente en la estructura fundida, la temperatura de recocido debe ajustarse al límite superior. Las piezas fundidas con alto contenido de silicio deben enfriarse más rápidamente para evitar la grafitización. |
| Normalización de baja temperatura | Logrando una excelente resistencia, tenacidad y ductilidad. | Se utiliza principalmente para componentes de hierro dúctil donde se requiere alta resistencia y tenacidad, pero la demanda de resistencia al desgaste no es particularmente alta. | Durante el proceso de uso de arrabio local para fundir hierro dúctil, es un desafío garantizar una plasticidad y resistencia adecuadas debido al alto contenido de azufre y fósforo. El empleo de recocido a baja temperatura puede compensar eficazmente la falta de plasticidad y dureza inducida por este problema. |
