Categoria: Tecnologie | Venerdì 18 Marzo 2022,

Anni fa, i fabbri usavano il calore per modellare i metalli per le parti dei carri, i ferri di cavallo e altro. Una volta formato nella forma desiderata, il metallo veniva raffreddato rapidamente. Questo di solito rendeva il metallo molto più duro e meno fragile. Questo è un processo di base chiamato trattamento termico dei metalli. I moderni processi di lavorazione dei metalli sono ora più precisi e sofisticati.

Molte tecniche diverse aiutano a modellare i metalli per vari scopi. I processi di trattamento termico alterano i modi in cui i metalli reagiscono alla lavorazione di precisione. Il trattamento termico può cambiare diverse proprietà dei metalli. Tali proprietà includono durezza, resistenza, formabilità, elasticità, lavorabilità e altro ancora.

Oggi esistono diversi metodi di trattamento termico. I metallurgisti lavorano continuamente per migliorare il rapporto costo-efficacia e i risultati dei metodi. Se seguiti correttamente, i metodi possono darvi metalli con proprietà chimiche e fisiche notevoli. Qui daremo uno sguardo più da vicino ai tipi di trattamento termico dell'acciaio e dei metalli e ai loro scopi.

Cos'è il trattamento termico?

Generalmente, il trattamento termico dell'acciaio comporta il riscaldamento e il raffreddamento del materiale. Il metallo o la lega viene riscaldato a una temperatura specifica. Poi, il raffreddamento avviene per indurire il materiale riscaldato. Il processo mira a cambiare la microstruttura del metallo. Inoltre, aiuta a far emergere le caratteristiche meccaniche, chimiche e fisiche desiderate.

L'alterazione di queste proprietà va a beneficio della vita lavorativa del componente coinvolto. Per esempio, ci può essere un aumento della duttilità, della forza, della durezza superficiale o della resistenza alla temperatura. Il trattamento termico è uno degli aspetti essenziali del processo di fabbricazione dei metalli. Questo perché aiuta a migliorare una parte metallica per resistere meglio all'usura.

La definizione generale di trattamento termico può essere il riscaldamento e il raffreddamento dei metalli. Tuttavia, il processo di trattamento termico è più controllato. Mentre i processi di riscaldamento e raffreddamento sono in atto, la forma del metallo in lavorazione rimane intatta.

Durante questo processo, le proprietà strutturali e fisiche del materiale cambiano per servire allo scopo desiderato. Potrebbe anche essere per ulteriori lavorazioni del metallo. Il trattamento termico dell'acciaio o dei metalli gioca un ruolo importante in varie fasi di produzione. Come funziona il trattamento termico dei metalli?

Anche se ci sono molti tipi di trattamento termico, seguono processi simili. Il primo passo comporta il riscaldamento del metallo o della lega alla temperatura richiesta. Viene mantenuto alla temperatura per un determinato periodo di tempo prima del raffreddamento.

Mentre il metallo è caldo, la microstruttura cambia. Questa è la struttura fisica del metallo. Il cambiamento nella struttura si traduce in ultima analisi in un cambiamento nelle proprietà fisiche del metallo. Il "tempo di immersione" è la quantità di tempo utilizzata per riscaldare il metallo.

Il tempo di immersione è un fattore significativo durante il processo di trattamento termico. Un metallo immerso per un periodo più lungo avrà più cambiamenti nella microstruttura rispetto a quello immerso per un periodo più breve. Anche il raffreddamento del metallo gioca un ruolo cruciale nel risultato finale.

Il processo di raffreddamento può essere rapido. In altri casi, il raffreddamento può essere fatto lentamente in un forno. Il miglior tipo di raffreddamento dipende dal risultato finale che ci si aspetta dal processo. Pertanto, è importante considerare questi fattori prima di iniziare il trattamento termico dell'acciaio e dei metalli.

Un altro fattore determina anche quali proprietà del metallo cambiano. Questo è il tempo specifico per il trattamento termico durante un processo di fabbricazione. Alcuni metalli possono anche richiedere un riscaldamento più volte durante la fabbricazione. Pertanto, è importante capire i modi migliori per eseguire correttamente le operazioni.

Vantaggi del trattamento termico dei metalli

Senza il trattamento termico dei metalli, potrebbero non esistere parti metalliche per dispositivi e attrezzature. Anche se esistessero, non funzionerebbero nel modo giusto. Per esempio, le parti in metallo non ferroso sarebbero troppo deboli per diverse applicazioni.

Il rafforzamento dei metalli e delle leghe, come l'acciaio e l'alluminio, avviene attraverso il trattamento termico. Le applicazioni di molti di questi metalli sono in aeroplani, automobili, computer e altri. Questi prodotti si basano su metalli con un'elevata resistenza aumentata. Questo per garantire un'adeguata sicurezza e migliori prestazioni.

La principale proprietà meccanica che cambia dopo il trattamento termico è la resistenza al taglio. Altre includono la resistenza alla trazione e la tenacità. I metalli trattati termicamente sono di solito più forti, assicurando la durata. Pertanto, non ci sarà bisogno di sostituire le parti metalliche costose di tanto in tanto.

L'uso di parti metalliche trattate termicamente in modo efficace assicura il funzionamento efficace ed economico delle macchine. Inoltre, il prodotto sarà molto più efficiente, anche per le applicazioni più difficili. Inoltre, ci può essere la necessità di metalli estremamente duri per alcune applicazioni. Le applicazioni possono essere quelle che richiedono bordi altamente definiti.

Il trattamento termico dei metalli è uno dei modi migliori per ottenere le prestazioni desiderate. Aiuta anche a sviluppare superfici dure con materiali di base duttili. Oltre ai vantaggi applicativi, il trattamento termico è anche vantaggioso per i produttori.

Un processo di trattamento termico adeguato aiuta ad alleviare le tensioni interne. Di conseguenza, questo rende il metallo più facile da saldare o lavorare. Processi come la formatura a caldo possono creare tensioni nei materiali in acciaio nel corso del tempo. Pertanto, questi materiali traggono grande beneficio dai trattamenti termici. In poche parole, i benefici del trattamento termico dei metalli includono:

Aumenta la forza, rendendo il materiale duttile o più flessibile. Introduce proprietà resistenti all'usura nel metallo. Allevia le tensioni, rendendo il pezzo più facile da lavorare o saldare. Migliora la fragilità. Può migliorare le proprietà elettriche e magnetiche di un metallo.

Tipi di trattamento termico e loro scopi nella lavorazione

Come detto prima, ogni processo di trattamento termico implica il riscaldamento e il raffreddamento. In questa sezione, discuteremo i quattro principali tipi di trattamento termico. Capirete anche i loro scopi unici nella lavorazione. Tempra

La tempra comporta il riscaldamento del materiale metallico a una temperatura specifica. Questa temperatura è il punto in cui gli elementi presenti nel metallo vanno in soluzione. La struttura del reticolo cristallino del metallo può avere dei difetti che rappresentano una fonte di plasticità. Il trattamento termico aiuta a risolvere questi difetti.

Lo fa portando il metallo in soluzione di particelle fini. Questo lavora per rafforzare il materiale metallico. Una volta che il metallo è stato riscaldato fino alla temperatura richiesta, viene temprato il più rapidamente possibile. La tempra aiuta il metallo a intrappolare le particelle nella soluzione. In alcuni casi, i tecnici possono aggiungere impurità alla lega per aumentare ulteriormente la resistenza.

Lo scopo della tempra è di aumentare la resistenza del metallo. Allo stesso tempo, rende il metallo più fragile e diminuisce la duttilità.

Le leghe a base di ferro sono solitamente dure ma spesso troppo fragili per certe applicazioni. Il rinvenimento aiuta a modificare la durezza, la fragilità e la duttilità del metallo. Questo nel tentativo di facilitare il processo di lavorazione.

In questo caso, il riscaldamento avviene a una temperatura inferiore al punto critico. Temperature più basse tendono a ridurre la fragilità e a mantenere la durezza. Il rinvenimento aiuta a ridurre la durezza causata dalla tempra. In questo modo, è possibile sviluppare nuove proprietà fisiche per il metallo. Pertanto, il rinvenimento dovrebbe spesso seguire la tempra durante il trattamento termico.

Ricottura

Questo processo è adatto a metalli come acciaio, alluminio, rame, argento o ottone. La ricottura comporta il riscaldamento del metallo a una temperatura specifica. Poi, si tiene il metallo a quella temperatura per un certo tempo per la trasformazione. Poi, avviene il raffreddamento ad aria. annealing-treatment-of-knives

Il raffreddamento può avvenire lentamente o rapidamente per argento, rame e ottone. Tuttavia, il raffreddamento dell'acciaio deve essere graduale per una ricottura efficace. La ricottura fa l'opposto dell'indurimento. Diminuisce la durezza del metallo mentre aumenta la sua duttilità. In questo modo, facilita la lavorazione del metallo. È anche un ottimo modo per fissare un metallo debole. Allo stesso tempo, aiuta ad alleviare le tensioni interne dei metalli. Normalizzazione

La normalizzazione è un'altra forma di ricottura. In questo caso, il materiale metallico è riscaldato fino a 200°F, che è più alto che per la ricottura. Il tecnico mantiene il metallo alla temperatura critica fino alla trasformazione. Questo processo di trattamento termico richiede il raffreddamento ad aria dopo il riscaldamento.

Processo di fusione del metallo con fuoco ad alta temperatura in fabbrica di parti metalliche

Questo processo porta a grani austenitici più piccoli. Il raffreddamento ad aria aiuta a produrre grani ferritici che sono più raffinati. Lavora per rimuovere qualsiasi forma di stress interno dai metalli. Le tensioni interne possono portare alla rottura del metallo. Pertanto, è fondamentale normalizzare il metallo. Poi, la tempra può garantire il successo dei processi di fabbricazione. Conclusione

Il trattamento termico dei metalli è un ottimo modo per migliorare le proprietà meccaniche dei metalli. Oltre a quelle fisiche, può anche migliorare le proprietà elettriche e magnetiche di un metallo. Questo migliora ulteriormente la compatibilità del pezzo con altri materiali.

Come avete imparato, vari processi di trattamento termico possono aiutare a migliorare i vostri prodotti. Tuttavia, hai bisogno delle mani migliori per lavorare sul tuo progetto per ottenere i risultati desiderati. RapidDirect è un leader globale nelle tecniche di trattamento termico. Ci vantiamo di strutture che elaborano una vasta gamma di operazioni di trattamento termico.

FAQ - Trattamento termico dei metalli

Il trattamento termico dei metalli li rende più forti?

Il riscaldamento ad un intervallo di temperatura specifico può dare un metallo più puro e più duro. Il trattamento termico di solito crea metalli più forti. Tuttavia, è anche possibile che alcuni trattamenti possano rendere il metallo più debole.

Cosa succede durante il trattamento termico dei metalli?

Un aumento della temperatura del metallo aumenterà la sua superficie, il suo volume e la sua lunghezza. Pertanto, il trattamento termico espande il metallo (espansione termica). Il grado di espansione dipenderà dal tipo di metallo in uso.

A quale temperatura l'acciaio diventa debole?

Ogni materiale d'acciaio ha il suo limite superiore e inferiore di tenacità. La temperatura alla quale la tenacità di un acciaio scende si riferisce alla "temperatura di transizione da duttile a fragile". Questa è di solito intorno ai 75°C per l'acciaio allo 0,01% di carbonio. La temperatura è diversa per i vari tipi di materiali in acciaio.

Ogni materiale d'acciaio ha il suo limite superiore e inferiore di tenacità. La temperatura alla quale la tenacità di un acciaio scende si riferisce alla "temperatura di transizione da duttile a fragile". Questa è di solito intorno ai 75°C per l'acciaio allo 0,01% di carbonio. La temperatura è diversa per i vari tipi di materiali in acciaio.