La trempe est un processus de traitement thermique dans lequel les pièces moulées en acier sont chauffées à une température supérieure à Ac3 ou Ac1, puis rapidement refroidies après un certain temps de maintien pour obtenir une structure martensitique complète. Les pièces moulées en acier doivent être trempées à temps pour éliminer la contrainte de trempe et obtenir les propriétés mécaniques complètes requises. Par conséquent, le traitement thermique de revenu est généralement utilisé après la trempe. Ils sont également appelés QT. Les autres traitements thermiques couramment utilisés comprennent le recuit, la normalisation et la solution solide.
TREMPE
1. Température de trempe
La température de chauffage de trempe de l'acier hypoeutectoïde est de 30 degrés - 50 degrés au-dessus de Ac3 ; la température de chauffage de trempe de l'acier eutectoïde et de l'acier hypereutectoïde est de 30 degrés - 50 degrés au-dessus de Ac1. L'acier au carbone hypoeutectoïde est chauffé à la température de trempe mentionnée ci-dessus afin d'obtenir de l'austénite à grains fins, et une structure martensite fine peut être obtenue après trempe. L'acier eutectoïde et l'acier hypereutectoïde ont été sphéroïdisés et recuits avant la trempe et le chauffage, donc après chauffage à 30 degrés -50 degrés au-dessus de Ac1 et incomplètement austénitisé, la structure est austénitique et partiellement non dissoute. Particules de corps de carbone d'infiltration à grains fins. Après trempe, l'austénite est transformée en martensite et les particules de cémentite non dissoutes sont retenues. En raison de la dureté élevée de la cémentite, non seulement elle ne réduit pas la dureté de l'acier, mais améliore également sa résistance à l'usure. La structure normale trempée de l'acier hypereutectoïde est une fine martensite lamellaire, et une cémentite granulaire fine et une petite quantité d'austénite retenue sont uniformément réparties sur la matrice. Cette structure a une résistance élevée et une résistance à l'usure, mais possède également un certain degré de ténacité.
2. Milieu de refroidissement pour le processus de traitement thermique de trempe
Le but de la trempe est d'obtenir une martensite complète. Par conséquent, la vitesse de refroidissement de l'acier moulé pendant la trempe doit être supérieure à la vitesse de refroidissement critique de l'acier moulé, sinon la structure martensite et les propriétés correspondantes ne peuvent pas être obtenues. Cependant, une vitesse de refroidissement trop élevée peut facilement conduire à une déformation ou à une fissuration de la pièce moulée. Afin de répondre simultanément aux exigences ci-dessus, le fluide de refroidissement approprié doit être sélectionné en fonction du matériau de la pièce moulée, ou la méthode de refroidissement par étapes doit être adoptée. Dans la plage de température de 650 degrés à 400 degrés, le taux de transformation isotherme de l'austénite surfondue de l'acier est le plus élevé. Par conséquent, lorsque la pièce moulée est trempée, un refroidissement rapide doit être assuré dans cette plage de température. En dessous du point Ms, la vitesse de refroidissement doit être plus lente pour éviter toute déformation ou fissuration. Le milieu de trempe adopte généralement de l’eau, une solution aqueuse ou de l’huile. Dans l'étape de trempe ou de trempe, les médias couramment utilisés comprennent l'huile chaude, le métal fondu, le sel fondu ou l'alcali fondu.
La capacité de refroidissement de l'eau dans la zone à haute température de 650 degrés - 550 degrés est forte, et la capacité de refroidissement de l'eau dans la zone à basse température de 300 degrés à 200 degrés est très forte. L'eau est plus adaptée à la trempe et au refroidissement des pièces moulées en acier au carbone de formes simples et de grandes sections. Lorsqu'elle est utilisée pour la trempe et le refroidissement, la température de l'eau ne dépasse généralement pas 30 degrés. Par conséquent, il est généralement adopté de renforcer la circulation de l’eau afin de maintenir la température de l’eau dans une plage raisonnable. De plus, chauffer du sel (NaCl) ou un alcali (NaOH) dans l’eau augmentera considérablement la capacité de refroidissement de la solution.
Le principal avantage de l'huile comme fluide de refroidissement est que la vitesse de refroidissement dans la zone de basse température de 300 degrés - 200 degrés est bien inférieure à celle de l'eau, ce qui peut réduire considérablement la contrainte interne de la pièce trempée et réduire la possibilité de déformation et de fissuration de la pièce moulée. Dans le même temps, la capacité de refroidissement de l'huile dans la plage de températures élevées de 650 degrés à 550 degrés est relativement faible, ce qui constitue également le principal inconvénient de l'huile en tant que milieu de trempe. La température de l'huile de trempe est généralement contrôlée entre 60 et 80 degrés. L'huile est principalement utilisée pour la trempe des pièces moulées en acier allié de formes complexes et pour la trempe des pièces moulées en acier au carbone de petites sections et de formes complexes.
De plus, le sel fondu est également couramment utilisé comme agent de trempe, qui devient alors un bain de sel. Le bain de sel se caractérise par un point d’ébullition élevé et sa capacité de refroidissement se situe entre l’eau et l’huile. Le bain de sel est souvent utilisé pour la trempe et la trempe par étapes, ainsi que pour le traitement de pièces moulées aux formes complexes, aux petites dimensions et aux exigences de déformation strictes.
TREMPE
La trempe fait référence à un processus de traitement thermique dans lequel les pièces moulées en acier trempées ou normalisées sont chauffées à une température sélectionnée inférieure au point critique Ac1, et après un maintien pendant un certain temps, elles sont refroidies à une vitesse appropriée. Le traitement thermique de trempe peut transformer la structure instable obtenue après trempe ou normalisation en une structure stable pour éliminer les contraintes et améliorer la plasticité et la ténacité des pièces moulées en acier. Généralement, le processus de traitement thermique de trempe et de revenu à haute température est appelé traitement de trempe et de revenu. Les pièces moulées en acier trempé doivent être trempées dans le temps et les pièces moulées en acier normalisées doivent être trempées si nécessaire. Les performances des pièces moulées en acier après revenu dépendent de la température de revenu, de la durée et du nombre de fois. L'augmentation de la température de revenu et l'extension du temps de maintien à tout moment peuvent non seulement soulager la contrainte de trempe des pièces moulées en acier, mais également transformer la martensite trempée instable en martensite, troostite ou sorbite gâchée. La résistance et la dureté des pièces moulées en acier sont réduites et la plasticité est considérablement améliorée. Pour certains aciers moyennement alliés avec des éléments d'alliage qui forment fortement des carbures (tels que le chrome, le molybdène, le vanadium et le tungstène, etc.), la dureté augmente et la ténacité diminue lors du revenu à 400 degrés - 500 degrés. Ce phénomène est appelé durcissement secondaire, c'est-à-dire que la dureté de l'acier moulé à l'état revenu atteint son maximum. Dans la production réelle, l'acier moulé moyennement allié avec des caractéristiques de durcissement secondaire doit être revenu plusieurs fois.
L'EFFET DE QT SUR LES MOULÉES D'ACIER
En plus des performances des pièces moulées en acier en fonction de la composition chimique et du processus de coulée, différentes méthodes de traitement thermique peuvent également être utilisées pour leur conférer d'excellentes propriétés mécaniques complètes. L'objectif général du processus de traitement thermique est d'améliorer la qualité des pièces moulées, de réduire leur poids, de prolonger la durée de vie et de réduire les coûts. Le traitement thermique est un moyen important pour améliorer les propriétés mécaniques des pièces moulées ; les propriétés mécaniques des pièces moulées sont un indicateur important pour juger de l'effet du traitement thermique. En plus des propriétés suivantes, la fonderie doit également prendre en compte des facteurs tels que les procédures de traitement, les performances de coupe et les exigences d'utilisation des pièces moulées lors du traitement thermique des pièces moulées en acier-.
1. L'influence de QT sur la résistance des pièces moulées
Dans les mêmes conditions de composition d'acier moulé, la résistance des pièces moulées en acier après différents processus de traitement thermique a tendance à augmenter. D'une manière générale, la résistance à la traction des pièces moulées en acier au carbone et des pièces moulées en acier faiblement allié peut atteindre 414 MPa-1724 MPa après trempe et revenu.
2. L'effet de QT sur la plasticité des pièces moulées en acier
La structure telle que-coulée des pièces moulées en acier est grossière et la plasticité est faible. Après traitement thermique, sa microstructure et sa plasticité seront améliorées d'autant. En particulier, la plasticité des pièces moulées en acier après traitement de trempe et de revenu (trempe + revenu à haute température) sera considérablement améliorée.
3. L'influence de la trempe et du revenu sur la ténacité des pièces moulées en acier
L'indice de ténacité des pièces moulées en acier est souvent évalué par des tests d'impact. Étant donné que la résistance et la ténacité des pièces moulées en acier sont deux indicateurs contradictoires, la fonderie doit prendre en compte toutes les considérations nécessaires pour sélectionner un processus de traitement thermique approprié afin d'obtenir les propriétés mécaniques complètes requises par les clients.
4. L'effet de QT sur la dureté des pièces moulées
Lorsque la trempabilité de l'acier moulé est la même, la dureté de l'acier moulé après traitement thermique peut refléter approximativement la résistance de l'acier moulé. Par conséquent, la dureté peut être utilisée comme indice intuitif pour estimer les performances de l’acier moulé après traitement thermique. D'une manière générale, la dureté des pièces moulées en acier au carbone peut atteindre 120 HBW - 280 HBW après traitement thermique.
