As fissuras de têmpera são um problema comum que pode surgir durante o tratamento térmico e tem múltiplas causas. Para prevenir eficazmente estes defeitos, é crucial iniciar o processo de prevenção durante a fase de concepção do produto. Isto envolve selecionar cuidadosamente os materiais certos, realizar um projeto bem estruturado e propor requisitos técnicos adequados para o tratamento térmico.
Além disso, é essencial organizar adequadamente a rota do processo, incluindo fazer escolhas razoáveis para temperatura de aquecimento, tempo de espera, meio de aquecimento, meio de resfriamento, método de resfriamento e modo de operação.
Em termos de materiais
O carbono é um fator crucial na determinação da tendência de têmpera do aço. À medida que o teor de carbono aumenta, o ponto de fusão (MS) diminui, tornando o aço mais suscetível a trincas por têmpera. Para minimizar este risco, é aconselhável escolher aço com o menor teor de carbono possível, mantendo ao mesmo tempo as propriedades desejadas de dureza e resistência.
O impacto dos elementos de liga na tendência de têmpera é visto principalmente em seus efeitos na temperabilidade, no ponto MS, no crescimento do tamanho do grão e na descarbonetação. O efeito dos elementos de liga na temperabilidade também pode afetar a probabilidade de trincas por têmpera. No entanto, aumentar a temperabilidade também tende a aumentar a tenacidade. Para peças com formatos complexos, recomenda-se escolher aço com boa temperabilidade e utilizar um meio de têmpera com capacidade de resfriamento mais fraca para evitar deformações e trincas.
Os elementos de liga têm maior impacto no ponto MS. Geralmente, quanto mais baixo o ponto MS, maior a tendência de trincas por têmpera. Porém, se o ponto MS for alto, a martensita formada durante o processo de transformação pode auto-revenir, reduzindo a tensão de transformação e evitando trincas por têmpera. Portanto, ao escolher o aço, é melhor selecionar uma pequena quantidade de elementos de liga ou aço com elementos que tenham menos influência no ponto MS.
Finalmente, é importante considerar a sensibilidade ao superaquecimento ao selecionar o aço. O aço sensível ao superaquecimento é mais sujeito a rachaduras, por isso é essencial prestar muita atenção ao fazer a seleção.
Projeto estrutural de peças
O tamanho da seção é uniforme.
Durante o tratamento térmico de peças com mudanças rápidas nas dimensões da seção transversal, tensões internas podem causar trincas. Para minimizar este risco, recomenda-se evitar mudanças bruscas no tamanho da secção e manter uma espessura de parede uniforme.
Se necessário, podem ser feitos furos em peças de paredes espessas que não sejam essenciais para a aplicação, mas é aconselhável fazer esses furos em furos passantes sempre que possível.
Para peças com espessuras variadas, um design dividido pode ser usado e as peças podem ser montadas após tratamento térmico. Isso ajuda a reduzir o estresse interno e minimizar o risco de rachaduras.
Transição de canto arredondado.
Peças com cantos, arestas vivas, ranhuras e furos transversais são suscetíveis à concentração de tensões, o que pode causar trincas. Para mitigar este risco, é aconselhável projetar peças sem concentração de tensões e arredondar cantos e degraus vivos.
Variações na taxa de resfriamento durante a têmpera também podem resultar de fatores de forma. A velocidade de resfriamento pode variar dependendo do formato da peça, e mesmo diferentes partes do mesmo objeto podem ter taxas de resfriamento diferentes devido a vários fatores. Para evitar trincas por têmpera, é importante minimizar diferenças excessivas nas taxas de resfriamento.
Condições técnicas de tratamento térmico
É aconselhável utilizar técnicas de endurecimento local ou de superfície. A dureza local das peças temperadas deve ser ajustada adequadamente com base nas condições de serviço.
Quando o requisito de dureza local é baixo, não há necessidade de forçar uma dureza uniforme em toda a peça. Também é importante considerar o efeito de massa do aço.
Ao revenir, evite a zona quebradiça do primeiro tipo de revenido para evitar rachaduras. Ao tomar estas precauções, o risco de fissuras pode ser minimizado e o desempenho das peças temperadas pode ser otimizado.
Arranjo razoável de rotas de processo e parâmetros de processo
Uma vez determinados o material, a estrutura e as condições técnicas das peças de aço, os técnicos de tratamento térmico realizarão uma análise do processo para determinar uma rota de processo ideal.
Isso envolve organizar adequadamente as posições dos processos de pré-tratamento térmico, trabalho a frio e trabalho a quente e determinar os parâmetros de aquecimento. A análise do processo ajuda a garantir que o processo de tratamento térmico seja eficiente e eficaz na obtenção dos resultados desejados.
Apagar crack
Sob ampliação de 500X, a superfície parece ter uma aparência serrilhada com uma rachadura larga no início e uma pequena rachadura no final.
A análise microscópica revelou inclusões metalúrgicas anormais e um padrão em zigue-zague na morfologia da fissura. Após corrosão com álcool nítrico a 4%, não houve evidência de descarbonetação e a micromorfologia está ilustrada na figura anexa.
1# amostra
Não foram detectadas inclusões metalúrgicas anormais nas fissuras do produto e não houve evidência de descarbonetação. As fissuras apresentavam um padrão em zigue-zague e exibiam as características típicas de fissuras de têmpera.
2# amostra
Conclusões:
A composição da amostra está em conformidade com as especificações padrão e corresponde à composição original do forno.
O exame microscópico não revelou inclusões metalúrgicas incomuns nas fissuras da amostra e não houve sinais de descarbonetação.
As fissuras apresentam um padrão em zigue-zague e possuem características típicas de fissuras de têmpera.
Forjando rachadura
Rachaduras típicas causadas por materiais, as bordas são óxidos.
De acordo com a observação microscópica, acredita-se que a camada branca brilhante na superfície seja a camada secundária temperada, enquanto a camada preta escura abaixo dela é a camada temperada a alta temperatura.
Conclusões:
A presença de trincas descarbonetadas ajuda a determinar se as trincas são decorrentes de defeitos da matéria-prima ou não.
Normalmente, se a profundidade de descarbonetação na fissura for igual ou superior à profundidade de descarbonetação da superfície, é considerada uma fissura de matéria-prima.
Por outro lado, se a profundidade de descarbonetação na fissura for menor que a profundidade de descarbonetação superficial, é considerada uma fissura de forjamento.
