El tractament tèrmic és una forma popular d'alterar les propietats mecàniques de certs metalls. Una de les millors maneres d'adaptar un metall als requisits d'un determinat entorn o aplicació és poder modificar-ne la resistència, la tenacitat i la duresa sense canviar significativament la seva composició química. El metall es pot tractar tèrmicament de diverses maneres, però l'extinció és una de les tècniques més utilitzades.
Què és el quenching?
L'extinció és un pas en molts processos de tractament tèrmic que consisteix a escalfar la peça a la temperatura requerida i submergir-la en un medi d'extinció per refredar-la ràpidament. Altres processos de tractament tèrmic sovint segueixen l'extinció, com ara l'envelliment, el tremp o el recuit per aconseguir els resultats desitjats. En refredar ràpidament el metall, podeu prevenir o fomentar la formació de diferents microestructures dins de l'acer per aconseguir les propietats que necessiteu per a l'aplicació prevista.
Els diferents tipus de microestructures cristal·lines inclouen:
· Austenita: L'austenita es forma quan el ferro s'escalfa durant el treball del metall. És una microestructura resistent però formable que és excel·lent per a la soldadura. L'acer austenític té una varietat d'aplicacions, però sovint es treballa més per crear acer martensític.
· Martensita: La transformació martensítica és el que passa quan es refreda ràpidament el metall escalfat. Tot i que l'acer martensític és dur, també és molt fràgil. Treballar el metall després de l'extinció ajuda a restaurar-li una mica de ductilitat i alleujar les tensions internes.
· Ferrita: La ferrita és una microestructura suau i termodinàmicament estable que es forma abans de transformar-se en austenita. Es produeix principalment en acers baixos en carboni.
· Cementita: La cementita és una microestructura termodinàmicament inestable que conté ferro i carboni. La seva microestructura rígida dóna com a resultat un metall molt dur però fràgil.
· Perlita: El refredament lent dóna lloc a una microestructura de perlita, que es compon de capes alternes de ferrita i cementita. Aquesta estructura és forta i lleugera amb una alta resistència al desgast.
· Bainita: La bainita és una microestructura dura i trencadissa que es forma quan un component d'acer es refreda més ràpidament que la velocitat de refredament de la perlita però més lenta que la martensita.
Tipus de suport d'extinció
El procés d'extinció es pot dur a terme mitjançant una varietat de mitjans d'extinció. Cada mitjà té qualitats especials d'extinció. La velocitat d'extinció, els problemes ambientals d'extinció, la substitució dels mitjans d'extinció i el cost dels mitjans d'extinció són factors que cal tenir en compte a l'hora de determinar el tipus d'ús del suport. A continuació es mostren els principals tipus de mitjans d'extinció:
Aire
L'aire és un mitjà d'extinció popular que s'utilitza per refredar metalls per a l'extinció. L'assequibilitat és un dels principals beneficis de l'aire; la seva assequibilitat és el resultat de la seva profusió a la terra. De fet, qualsevol material que s'escalfa i després es deixa refredar a temperatura ambient simplement deixant-lo sol es considera que s'ha extingit per aire. L'extinció de l'aire també es realitza de manera més intencionada quan es comprimeix i es força al voltant del metall que s'està apagant. Això refreda la peça més ràpidament que l'aire tranquil, encara que fins i tot l'aire comprimit encara pot refredar molts metalls massa lentament per alterar les propietats mecàniques.
Aigua
L'aigua també és capaç d'apagar ràpidament els metalls escalfats. L'acer es pot refredar ràpidament apagant-lo amb aigua, la qual cosa és ideal per assolir la duresa més alta possible en algunes aplicacions. Tanmateix, a causa de l'acumulació de tensió interna, la seva velocitat de refrigeració també pot causar distorsions i esquerdes. En conseqüència, es necessiten procediments metal·lúrgics addicionals per completar el component.
L'aigua, com molts gasos, s'obté fàcilment i no té cap efecte sobre el medi ambient, la qual cosa la converteix en un medi d'extinció sostenible. Les butxaques de vapor poden impedir el procés d'extinció amb aigua; si això passa, el ferrer ha de fer girar el component al medi per evitar que es formin bosses d'aire humit i introdueixin contaminants.
Oli
El petroli és capaç d'apagar els metalls escalfats molt més ràpidament que l'aire comprimit. Un element que s'ha escalfat es deixa caure en un dipòsit ple d'oli per ser apagat. La peça també es pot rentar amb oli. Com que els diferents tipus d'oli tenen diferents velocitats de refrigeració i punts d'inflamació, s'utilitzen sovint en diferents aplicacions.
Salmorra
La salmorra, o aigua salada, és un excel·lent mitjà d'extinció per a un refredament ràpid. Es refreda més ràpid que l'aire, l'aigua i l'oli. Això és degut a que, quan la mescla de sal i aigua entra en contacte amb un metall calent, impedeix la creació de glòbuls d'aire. Com a resultat, el líquid cobrirà una part més gran de la superfície del metall que les bombolles d'aire.
Endurir l'acer d'enduriment
L'acer mereix una menció especial quan es parla del procés de trempat perquè les seves propietats mecàniques són molt sensibles a la trempada. Mitjançant un procés d'extinció conegut com a temprament, l'acer s'eleva a una temperatura superior a la seva temperatura de recristal·lització i es refreda ràpidament mitjançant el procés d'extinció. L'extinció ràpida canvia l'estructura cristal·lina de l'acer, en comparació amb un refredament lent. Depenent del contingut de carboni i dels elements d'aliatge de l'acer, es pot quedar amb una microestructura més dura i més trencadissa, com la martensita o la bainita, quan se sotmet al procés d'enduriment per enduriment. Aquestes microestructures donen lloc a una major resistència i duresa de l'acer. No obstant això, deixen l'acer vulnerable a l'esquerdament i amb una gran reducció de la ductilitat. Per aquest motiu, alguns acers són recoits o normalitzats seguint el procés d'enduriment per enduriment.
