Dominando el Temple: La Guía Definitiva para el Endurecimiento de Metales

El temple es un proceso de tratamiento térmico de metales en el que la pieza de trabajo metálica se calienta a una cierta temperatura y se mantiene durante un período de tiempo, y luego se sumerge en el medio de temple para enfriamiento rápido. El temple puede mejorar la dureza y resistencia al desgaste de la pieza de trabajo metálica, por lo que se usa ampliamente en todo tipo de herramientas, moldes, herramientas de medición y piezas que requieren resistencia al desgaste superficial.

¿Qué es el Temple?

El temple es un proceso de tratamiento térmico que calienta el acero por encima de la temperatura crítica, lo mantiene durante un cierto período de tiempo, y luego lo enfría a una velocidad mayor que la velocidad crítica de enfriamiento, para obtener una estructura desequilibrada dominada por martensita (o bainita o austenita monofásica según se requiera). El temple es el proceso más ampliamente utilizado en el tratamiento térmico del acero.

Hay cuatro procesos básicos para el tratamiento térmico del acero: recocido, normalizado, temple y revenido.

Propósito del Temple

Es hacer que la austenita subenfriada sufra transformación de martensita o bainita para obtener estructura de martensita o bainita, y luego cooperar con revenido a diferentes temperaturas para mejorar enormemente la rigidez, dureza, resistencia al desgaste, resistencia a la fatiga y tenacidad del acero, para satisfacer los diferentes requisitos de uso de varias piezas mecánicas y herramientas. También puede satisfacer las propiedades físicas y químicas especiales como ferromagnetismo y resistencia a la corrosión de algunos aceros especiales mediante temple.

El proceso de tratamiento térmico de metales es calentar la pieza de trabajo metálica a una cierta temperatura y mantenerla durante un período de tiempo, y luego sumergirla en el medio de temple para enfriamiento rápido. Los medios de temple comunes incluyen agua salada, agua, aceite mineral, aire, etc. El temple puede mejorar la dureza y resistencia al desgaste de las piezas de trabajo metálicas, por lo que se usa ampliamente en varias herramientas, moldes, herramientas de medición y piezas que requieren resistencia al desgaste superficial (como engranajes, rodillos, piezas cementadas, etc.). A través del temple y revenido a diferentes temperaturas, la resistencia, tenacidad y resistencia a la fatiga de los metales pueden mejorarse enormemente, y la coordinación entre estas propiedades (propiedades mecánicas integrales) puede obtenerse para satisfacer diferentes requisitos de uso.

Además, el temple también puede hacer que algunas propiedades especiales del acero obtengan ciertas propiedades físicas y químicas, como temple para mejorar el ferromagnetismo del acero de imán permanente, acero inoxidable para mejorar su resistencia a la corrosión, etc. El proceso de temple se usa principalmente para piezas de acero. Cuando el acero común se calienta por encima de la temperatura crítica, la estructura original a temperatura ambiente se transformará completa o mayormente en austenita. Luego el acero se sumerge en agua o aceite para enfriamiento rápido, y la austenita se transforma en martensita. Comparado con otras estructuras en el acero, la martensita tiene la dureza más alta. El enfriamiento rápido durante el temple causará estrés interno en la pieza de trabajo, y cuando es grande hasta cierto punto, la pieza de trabajo se distorsionará o incluso se agrietará. Por lo tanto, es necesario elegir un método de enfriamiento adecuado. Según el método de enfriamiento, el proceso de temple se divide en temple de líquido único, temple de doble medio, temple escalonado de martensita y temple isotérmico de bainita.

Método de Temple

Temple de Medio Único

La pieza de trabajo se enfría en un medio, como temple en agua y temple en aceite. Las ventajas son operación simple, fácil mecanización y amplia aplicación. La desventaja es que el estrés de temple en agua es grande, y la pieza de trabajo es fácil de deformar y agrietar; Temple en aceite, la velocidad de enfriamiento es pequeña, el diámetro de temple es pequeño, y las piezas grandes no son fáciles de endurecer.

Temple de Doble Medio

La pieza de trabajo se enfría a aproximadamente 300 °C en un medio con fuerte capacidad de enfriamiento, y luego se enfría en un medio con capacidad de enfriamiento débil, como temple en agua antes que temple en aceite, lo que puede reducir efectivamente el estrés interno de la transformación de martensita y la tendencia de deformación y agrietamiento de la pieza de trabajo. Puede usarse para temple de piezas con forma compleja y sección transversal desigual. La desventaja del temple de doble líquido es que es difícil dominar el tiempo de conversión de doble líquido. Es fácil endurecer si la conversión es demasiado temprana, y es fácil agrietar si la conversión es demasiado tarde. Para superar este defecto, se desarrolló el método de temple escalonado.

Temple Escalonado

La pieza de trabajo se temple en un baño de sal de baja temperatura o horno de baño alcalino. La temperatura del baño de sal o baño alcalino está cerca del punto Ms. La pieza de trabajo permanece a esta temperatura durante 2 min ~ 5 min, y luego se saca para enfriamiento al aire. Este método de enfriamiento se llama temple escalonado. El propósito del enfriamiento escalonado es hacer que la temperatura dentro y fuera de la pieza de trabajo sea más uniforme, y realizar la transformación martensítica al mismo tiempo, lo que puede reducir enormemente el estrés de temple y prevenir la deformación y agrietamiento. La temperatura de clasificación se estableció previamente en un punto ligeramente superior a Ms. Después de que la temperatura dentro y fuera de la pieza de trabajo era uniforme, entraba en la zona de martensita. Se mejora para clasificar a una temperatura ligeramente inferior a Ms. La práctica muestra que el efecto de clasificación por debajo del punto Ms es mejor. Por ejemplo, los moldes de acero de alto carbono se usan ampliamente porque pueden temple en baño alcalino a 160 °C con pequeña deformación.

Temple Isotérmico

La pieza de trabajo se temple en un baño de sal isotérmico, y la temperatura del baño de sal está en la parte inferior de la zona de bainita (ligeramente superior a Ms). La pieza de trabajo permanece isotérmica durante mucho tiempo hasta que la transformación de bainita se completa, y luego se saca para enfriamiento al aire. El temple isotérmico se usa para aceros por encima de carbono medio para obtener bainita inferior para mejorar resistencia, dureza, tenacidad y resistencia al desgaste. El acero de bajo carbono generalmente no adopta temple isotérmico.