As rachaduras na metalurgia podem significar um desastre, mas nem todas as rachaduras são iguais. Você já se perguntou sobre as diferenças entre trincas de têmpera, forjamento e esmerilhamento? Este artigo explora cada tipo, detalhando suas causas, características e métodos de prevenção. Ao compreender essas distinções, você estará mais bem equipado para tratar e evitar esses problemas dispendiosos em seus processos de fabricação. Descubra como a seleção de materiais, as considerações de projeto e o controle preciso do processo desempenham papéis fundamentais na manutenção da integridade dos seus componentes. Mergulhe de cabeça para saber como manter sua metalurgia livre de rachaduras e robusta.
As trincas de têmpera são um problema comum que pode surgir durante o tratamento térmico e têm várias causas. Para evitar efetivamente esses defeitos, é fundamental iniciar o processo de prevenção durante o estágio de projeto do produto. Isso envolve a seleção cuidadosa dos materiais certos, a realização de um projeto bem estruturado e a proposta de requisitos técnicos adequados para o tratamento térmico.
Além disso, é essencial organizar adequadamente a rota do processo, inclusive fazendo escolhas razoáveis de temperatura de aquecimento, tempo de retenção e meio de aquecimento, meio de resfriamentométodo de resfriamento e modo de operação.
O carbono é um fator crucial para determinar a tendência de têmpera do aço. Como o teor de carbono aumenta, o ponto de fusão (MS) diminui, tornando o aço mais suscetível a rachaduras por têmpera. Para minimizar esse risco, é aconselhável escolher um aço com o menor teor de carbono possível, mantendo, ao mesmo tempo, o dureza e resistência propriedades.
O impacto dos elementos de liga na tendência de resfriamento é visto principalmente em seus efeitos sobre a temperabilidade, Ponto MScrescimento do tamanho do grão e descarbonetação. O efeito dos elementos de liga na temperabilidade também pode afetar a probabilidade de trincas por têmpera. Entretanto, o aumento da temperabilidade também tende a aumentar a resistência. Para peças com formas complexas, recomenda-se escolher um aço com boa temperabilidade e usar um meio de resfriamento com capacidade de resfriamento mais fraca para evitar deformações e rachaduras.
Os elementos de liga têm um impacto maior sobre o ponto MS. Em geral, quanto menor o ponto MS, maior a tendência de rachaduras por têmpera. Entretanto, se o ponto MS for alto, a martensita formados durante o processo de transformação podem se auto-temperar, reduzindo a tensão de transformação e evitando rachaduras 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 sobre o ponto MS.
Por fim, é importante considerar a sensibilidade ao superaquecimento ao selecionar o aço. O aço que é sensível ao superaquecimento é mais propenso a rachaduras, portanto, é essencial prestar muita atenção ao fazer a seleção.
O tamanho da seção é uniforme.
Durante o tratamento térmico de peças com mudanças rápidas nas dimensões da seção transversal, estresse interno pode causar rachaduras. Para minimizar esse risco, recomenda-se evitar mudanças repentinas no tamanho da seção e manter uma espessura de parede uniforme.
Se necessário, é possível fazer furos em peças de paredes espessas que não sejam essenciais para a aplicação, mas é aconselhável transformá-los em furos passantes sempre que possível.
Para peças com espessuras diferentes, pode-se usar um projeto dividido e as peças podem ser montadas após o tratamento térmico. Isso ajuda a reduzir estresse interno e minimizam o risco de rachaduras.
Transição de cantos arredondados.
Peças com cantos, bordas afiadasOs cantos, ranhuras e furos transversais são suscetíveis à concentração de tensão, o que pode levar a rachaduras. Para reduzir esse risco, é recomendável projetar peças sem concentração de tensão e arredondar cantos e degraus afiados.
As 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 até mesmo diferentes partes do mesmo objeto podem ter diferentes taxas de resfriamento devido a vários fatores. Para evitar rachaduras na têmpera, é importante minimizar as diferenças excessivas nas taxas de resfriamento.
É recomendável usar endurecimento local ou endurecimento de superfícies técnicas. A dureza local das peças temperadas deve ser ajustada adequadamente com base em suas condições de serviço.
Quando a exigência de dureza local é baixa, não há necessidade de forçar uma dureza uniforme em toda a peça. Também é importante considerar o efeito de massa do aço.
Ao fazer a têmpera, evite a zona frágil do primeiro tipo de têmpera para evitar rachaduras. Ao tomar essas precauções, o risco de rachaduras pode ser minimizado e o desempenho das peças temperadas pode ser otimizado.
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 a rota ideal do processo.
Isso envolve a organização adequada das posições dos processos de tratamento pré-aquecimento, trabalho a frio e trabalho a quente e a determinação dos 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.
Sob uma 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 ziguezague na morfologia da rachadura. Após a corrosão com álcool nítrico 4%, não houve evidência de descarburação e a micro morfologia é ilustrada na figura ao lado.
1 amostra #
Não foram detectadas inclusões metalúrgicas anormais nas trincas do produto, e não houve evidência de descarbonetação. As trincas apresentavam um padrão em ziguezague e exibiam as características típicas de trincas de têmpera.
2 amostras #
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 rachaduras da amostra, e não houve sinal de descarbonetação.
As rachaduras apresentam um padrão em ziguezague e possuem as características típicas das rachaduras de têmpera.
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 em alta temperatura.
Conclusões:
A presença de trincas descarbonizadas ajuda a determinar se as trincas são resultado de defeitos da matéria-prima ou não.
Normalmente, se a profundidade de descarbonetação na trinca for igual ou maior que a profundidade de descarbonetação da superfície, ela será considerada uma trinca de matéria-prima.
Por outro lado, se a profundidade de descarbonetação na trinca for mais rasa do que a profundidade de descarbonetação da superfície, ela será considerada uma trinca de forjamento.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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