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Fatores que afectam a deformação do tratamento térmico

April 23, 2024

As mudanças no volume e na forma da peça durante o tratamento térmico são causadas pela expansão do volume causada pela mudança específica de volume durante a transformação estrutural do aço, bem como pela deformação plástica causada pelo estresse do tratamento térmico.Portanto, quanto maior for a tensão do tratamento térmico e mais desigual for a transformação de fase, maior será a deformação e vice-versa.Para reduzir a deformação, devem ser feitos esforços para reduzir a tensão de têmpera e melhorar a resistência ao escoamento do aço.

 

A influência da composição química na deformação do tratamento térmico

A composição química do aço afeta a deformação do tratamento térmico das peças, influenciando a resistência ao escoamento, o ponto Ms, a temperabilidade, o volume específico da microestrutura e o teor residual de austenita do aço.

 

O teor de carbono do aço afeta diretamente o volume específico de várias microestruturas obtidas após o tratamento térmico (a relação entre o volume específico de diferentes microestruturas à temperatura ambiente e o teor de carbono - abreviadamente, a relação entre o teor de carbono do aço carbono e o ponto Ms e austenita residual - abreviado).À medida que o teor de carbono do aço aumenta, o volume de martensita aumenta e a resistência ao escoamento aumenta.O aumento da temperabilidade e do volume específico da martensita aumenta a tensão e a deformação do tratamento térmico da microestrutura temperada.O aumento no teor residual de austenita e na resistência ao escoamento reduz a mudança de volume específico, levando a uma diminuição na tensão do tecido e a uma redução na deformação do tratamento térmico.A influência do teor de carbono na deformação das peças durante o tratamento térmico é o resultado do efeito combinado dos fatores contraditórios acima mencionados.

 

A influência do teor de carbono na mudança de volume durante a têmpera(tamanho da amostra: ¢25 * 100)

Grau de aço temperatura de têmpera Meio de têmpera Mudança de altura% No meio do diâmetro Em ambas as extremidades
08
940
Água 14C
- 0,06
+0,07
- 0,14
55
820
Água 14C
+0,38
- 0,02
+0,21
T10
780
Água 14C
- 0,05
+0,18
+0,12

 

A tendência de deformação por têmpera da amostra de aço 08 é encurtar o comprimento, aumentar o diâmetro no meio da amostra e reduzir o diâmetro na extremidade, formando um formato de tambor de cintura.Isso ocorre porque embora o ponto Ms do aço de baixo carbono seja alto, quando ocorre a transformação martensítica, o limite de escoamento do aço é baixo, a plasticidade é boa e é fácil de deformar.Porém, devido ao pequeno volume de martensita, a tensão tecidual não é grande e não causará grande deformação plástica.Pelo contrário, a deformação causada pelo estresse térmico é relativamente grande, manifestando-se em última análise como deformação por estresse térmico.

 

A tensão microestrutural tornou-se o fator dominante causando deformação na amostra de aço 55, resultando em uma redução no diâmetro médio, um aumento no diâmetro final e um aumento no comprimento.

 

Quando a fração mássica de carbono aumenta ainda mais para acima de 0,8%, devido à diminuição do ponto Ms e ao aumento do teor de austenita residual, sua deformação torna-se uma deformação do tipo tensão térmica com comprimento encurtado e diâmetro aumentado.E devido ao aumento do limite de escoamento do aço de alto carbono, sua deformação é menor que a do aço de médio carbono.Para o aço carbono, na maioria dos casos, a deformação do aço T7A é a menor.Quando a fração mássica do carbono é superior a 0,7%, ela tende a encolher;Mas quando a fração mássica de carbono é inferior a 0,7%, tanto o diâmetro interno quanto o externo tendem a se expandir.

 

De modo geral, no caso de têmpera completa, devido ao ponto Ms mais elevado do aço carbono em comparação ao aço-liga, sua transformação martensítica inicia-se em temperaturas mais elevadas.Devido à boa plasticidade do aço em temperaturas mais altas e ao limite de escoamento relativamente baixo do próprio aço carbono, as peças de aço carbono com furos internos (ou cavidades) tendem a se deformar mais e os furos internos (ou cavidades) tendem a inchar.Devido à sua alta resistência, baixo ponto Ms e alto teor de austenita residual, o aço-liga tem deformação de têmpera relativamente pequena, manifestada principalmente como deformação por tensão térmica, e seus furos internos (ou cavidades) tendem a encolher.Portanto, quando temperados nas mesmas condições que o aço de médio carbono, as peças de aço de alto carbono e de aço de alta liga geralmente apresentam encolhimento principalmente do furo interno.

 

A influência dos elementos de liga na deformação do tratamento térmico das peças se reflete principalmente na sua influência no ponto Ms e na temperabilidade do aço.A maioria dos elementos de liga, como manganês, cromo, silício, níquel, molibdênio, boro, etc., diminuem o ponto Ms do aço, aumentam a quantidade de austenita residual, reduzem a mudança específica de volume e a tensão da microestrutura durante a têmpera e, assim, reduzem a deformação de têmpera da peça de trabalho.Os elementos de liga melhoram significativamente a temperabilidade do aço, aumentando assim a deformação volumétrica e a tensão estrutural do aço, levando a um aumento na tendência de deformação do tratamento térmico da peça.Além disso, devido à melhor temperabilidade do aço por meio de elementos de liga, a taxa crítica de resfriamento de têmpera é reduzida.Na produção real, um meio de têmpera suave pode ser usado para têmpera, reduzindo assim o estresse térmico e reduzindo a deformação do tratamento térmico da peça de trabalho.O silício tem pouco efeito no ponto Ms e apenas tem efeito redutor na deformação da amostra.O tungstênio e o vanádio têm pouco efeito na temperabilidade e no ponto Ms, e têm pouco efeito na deformação da peça durante o tratamento térmico.Portanto, o chamado aço micro deformado na indústria contém uma grande quantidade de elementos de liga, como silício, tungstênio e vanádio.

 

A influência da organização original e do estado de tensão na deformação do tratamento térmico

A estrutura original da peça antes da têmpera, como a morfologia, tamanho, quantidade e distribuição de carbonetos, segregação de elementos de liga e direção da fibra formada por forjamento e laminação, têm um certo impacto na deformação do tratamento térmico da peça. .A perlita esférica tem um volume maior e maior resistência do que a perlita em flocos, de modo que a deformação por têmpera da peça após o tratamento de pré-esferoidização é relativamente pequena.Para alguns aços-ferramenta de liga de alto carbono, como aço 9Mn2V, CrWMn e GCr15, o nível de esferoidização tem um impacto significativo na correção de fissuras por deformação por tratamento térmico e deformação por têmpera, e geralmente é aconselhável usar um nível esferoidizado de 2,5-5 estrutura.A têmpera e o revenido não apenas reduzem o valor absoluto da deformação da peça, mas também tornam a deformação da peça mais regular, o que é benéfico para controlar a deformação.

 

A distribuição de carbonetos de tira tem um impacto significativo na deformação das peças por tratamento térmico.Após a têmpera, a peça se expande paralelamente à direção da tira de metal duro e encolhe na direção perpendicular à tira de metal duro.Quanto mais grosseiras forem as partículas de metal duro, maior será a expansão na direção da tira.Para aços martensíticos, como o aço tipo Cr12 e o aço rápido, a morfologia e a distribuição dos carbonetos têm um impacto particularmente significativo na deformação por têmpera.Devido ao pequeno coeficiente de expansão térmica dos carbonetos, que é cerca de 70% da matriz, durante o aquecimento, os carbonetos com menor expansão ao longo da direção da tira inibem o alongamento da matriz, enquanto durante o resfriamento, os carbonetos com menor contração dificultam o encolhimento da matriz.Devido à lenta temperatura de aquecimento da austenitização, o efeito inibitório dos carbonetos na expansão básica é fraco.Portanto, o efeito direcional dos carbonetos distribuídos em tiras na deformação por têmpera e aquecimento das peças é relativamente pequeno.No entanto, durante a têmpera e o resfriamento, devido à rápida taxa de resfriamento, o efeito inibitório dos carbonetos no encolhimento da matriz aumenta, resultando em um alongamento significativo ao longo da direção das tiras de metal duro após a têmpera.

 

Os materiais que foram laminados e forjados exibem diferentes comportamentos de deformação por tratamento térmico ao longo de diferentes direções da fibra.A diferença na variação de tamanho ao longo das direções longitudinal e transversal é relativamente pequena para amostras normalizadas com orientação de fibra pouco clara.Quando há uma estrutura com faixas claras na amostra recozida, as mudanças de tamanho ao longo da direção da fibra e perpendiculares à direção da fibra são significativamente diferentes.Quando a taxa de forjamento é grande e a direção da fibra é óbvia, a taxa de mudança de tamanho da amostra longitudinal ao longo da direção da fibra é maior do que a da amostra transversal perpendicular à direção da fibra.

 

Quando há carbonetos reticulados no aço hipereutetóide, uma grande quantidade de carbono e elementos de liga são enriquecidos próximos aos carbonetos reticulados.Em áreas distantes dos carbonetos da rede, os elementos de carbono e liga são mais baixos, resultando em aumento da tensão da microestrutura de têmpera, aumento da deformação de têmpera e até mesmo trincas.Portanto, os carbonetos reticulados no aço hipereutetóide devem ser eliminados através de pré-tratamento térmico adequado.

 

Além disso, a segregação macroscópica dos lingotes de aço muitas vezes resulta em segregação quadrada na seção transversal do material de aço, o que muitas vezes leva à deformação por têmpera desigual das peças em forma de disco.Em suma, quanto mais uniforme for a estrutura original da peça, menor será a deformação do tratamento térmico, mais regular será a deformação e mais fácil será o controle.

 

O estado de tensão da própria peça antes da têmpera tem um impacto significativo na deformação.Especialmente para peças com formatos complexos que foram submetidas a cortes com alta taxa de avanço, se a tensão residual não for eliminada, ela terá um impacto significativo na deformação por têmpera.

 

A influência da geometria da peça na deformação do tratamento térmico

Peças de trabalho com formas geométricas complexas e formatos de seção transversal assimétrica, como eixos com rasgos de chaveta, cortadores de rasgo de chaveta, peças em formato de torre, etc., sofrem resfriamento desigual quando temperadas e resfriadas, com um lado dissipando o calor rapidamente e o outro lado dissipando o calor lentamente.Se a deformação causada pelo resfriamento desigual acima de Ms for dominante, o lado com resfriamento mais rápido será côncavo.Se a deformação causada pelo resfriamento desigual abaixo de Ms for dominante, o lado com resfriamento mais rápido será convexo.Aumentar o tempo isotérmico, aumentar a variável de transformação da bainita, tornar a austenita residual mais estável, reduzir a quantidade de transformação da martensita no resfriamento do ar, pode reduzir significativamente a deformação da peça de trabalho.

 

A influência dos parâmetros do processo na deformação do tratamento térmico

Quer se trate de tratamento térmico convencional ou tratamento térmico especial, pode ocorrer deformação no tratamento térmico.Ao analisar a influência dos parâmetros do processo de tratamento térmico na deformação do tratamento térmico, o mais importante é analisar os efeitos dos processos de aquecimento e resfriamento.Os principais parâmetros do processo de aquecimento são a uniformidade do aquecimento, a temperatura de aquecimento e a velocidade de aquecimento.Os principais parâmetros do processo de resfriamento são a uniformidade do resfriamento e a velocidade de resfriamento.O impacto do resfriamento desigual na deformação por têmpera é o mesmo causado pelo formato assimétrico da seção transversal da peça.Esta seção discute principalmente a influência de outros parâmetros do processo.

 

Deformação causada por aquecimento desigual - velocidade de aquecimento excessiva, temperatura irregular no ambiente de aquecimento e operação de aquecimento inadequada podem causar aquecimento desigual da peça de trabalho.O aquecimento desigual tem um impacto significativo na deformação de peças delgadas ou finas.O termo aquecimento não uniforme aqui não se refere à inevitável diferença de temperatura entre a superfície e o centro da peça durante o processo de aquecimento, mas refere-se especificamente ao gradiente de temperatura em várias partes da peça devido a vários motivos.A fim de reduzir a deformação causada pelo aquecimento irregular, para peças de aço de alta liga com formatos complexos ou baixa condutividade térmica, deve-se usar aquecimento lento ou pré-aquecimento.No entanto, deve-se salientar que, embora o aquecimento rápido possa levar a um aumento na deformação de peças de eixo longo e peças em formato de placa fina.No entanto, para peças com deformação principalmente volumétrica, o aquecimento rápido muitas vezes desempenha um papel na redução da deformação.Isso ocorre porque quando apenas a parte funcional da peça requer têmpera e fortalecimento, o aquecimento rápido pode manter o centro da peça em um estado de baixa temperatura e alta resistência, e a parte funcional pode atingir a temperatura de têmpera.Este núcleo de alta resistência pode evitar deformações significativas da peça de trabalho após têmpera e resfriamento.Além disso, o aquecimento rápido pode utilizar temperaturas de aquecimento mais altas e o tempo de aquecimento e isolamento mais curto pode reduzir a deformação causada pelo peso da peça durante estadias prolongadas em altas temperaturas.O aquecimento rápido atinge apenas a temperatura de transição de fase na superfície e nas áreas locais da peça de trabalho, o que reduz correspondentemente o efeito de mudança de volume após a têmpera, o que também é benéfico para reduzir a deformação da têmpera.

 

A influência da temperatura de aquecimento na deformação - A temperatura de aquecimento de têmpera afeta a deformação de têmpera, alterando a diferença de temperatura durante o resfriamento de têmpera, alterando a temperabilidade, o ponto Ms e a quantidade de austenita residual.O aumento da temperatura de aquecimento de têmpera aumenta o teor residual de austenita, diminui o ponto Ms, reduz a deformação causada pelo estresse estrutural e tende a encolher a cavidade do furo das peças do tipo luva.Porém, por outro lado, o aumento na temperatura de aquecimento de têmpera aumenta a temperabilidade, aumenta a diferença de temperatura durante o resfriamento de têmpera, aumenta o estresse térmico e tem tendência a causar expansão interna do furo.A prática tem mostrado que, para peças de aço de baixo carbono, se o furo interno encolher após a têmpera na temperatura normal de aquecimento, aumentar a temperatura de aquecimento da têmpera resultará em maior encolhimento.Para reduzir o encolhimento, a temperatura de aquecimento da têmpera deve ser reduzida;Para peças feitas de aço-liga de médio carbono, se o furo interno se expandir após a têmpera na temperatura normal de aquecimento, aumentar a temperatura de aquecimento da têmpera causará maior expansão.Para reduzir a expansão da cavidade do furo, também é necessário diminuir a temperatura de aquecimento da têmpera.Para moldes de aço de alta liga tipo Cr12, o aumento da temperatura de aquecimento de têmpera leva a um aumento no teor residual de austenita e a uma tendência de redução do tamanho dos poros.

 

O efeito da velocidade de resfriamento de têmpera na deformação - De modo geral, quanto mais intenso o resfriamento de têmpera, maior será a diferença de temperatura entre o interior e o exterior da peça e as diferentes peças (peças com diferentes tamanhos de seção transversal), maior será a tensão interna gerada , levando a um aumento na deformação do tratamento térmico.A deformação de amostras de aço de matriz quente (150 comprimento * 100 largura * 50 altura) após têmpera e revenido em diferentes taxas de resfriamento.A velocidade de resfriamento dos três meios é a mais rápida com resfriamento a óleo, seguida pelo resfriamento por banho quente, e a mais lenta com resfriamento a ar.Após ser temperada em três taxas de resfriamento diferentes, o comprimento e a largura da peça tendem a encolher, com pouca diferença na quantidade de deformação;Porém, a deformação causada pelo resfriamento a ar e têmpera em banho quente com velocidade de resfriamento lenta na direção da espessura é muito menor, com uma expansão de deformação de 0,05%, enquanto a têmpera em óleo sofre deformação por contração, com uma deformação máxima de cerca de 0,28%.No entanto, quando a mudança na taxa de resfriamento causa uma mudança na transformação de fase da peça, um aumento na taxa de resfriamento não leva necessariamente a um aumento na deformação, às vezes pode até reduzir a deformação.Por exemplo, quando o aço de liga de baixo carbono sofre retração devido à presença de uma grande quantidade de ferrita no centro após a têmpera, aumentar a taxa de resfriamento da têmpera para obter mais bainita no centro pode efetivamente reduzir a deformação por retração.Pelo contrário, se a peça inchar devido à martensita obtida no centro após a têmpera, reduzir a taxa de resfriamento para reduzir a quantidade relativa de martensita no centro também pode reduzir o intumescimento.O efeito da taxa de resfriamento de têmpera na deformação de têmpera é um problema complexo, mas o princípio é minimizar a taxa de resfriamento de têmpera e, ao mesmo tempo, garantir a microestrutura e as propriedades necessárias.

 

A influência do envelhecimento e do tratamento a frio na deformação do tratamento térmico - Para peças de precisão e ferramentas de medição, para manter a precisão e a estabilidade dimensional durante o uso a longo prazo, muitas vezes é necessário passar por tratamento a frio e revenimento para tornar sua estrutura mais estável.Portanto, compreender as leis de deformação do processo de revenimento e tratamento a frio em peças durante o envelhecimento é de grande importância para melhorar a qualidade do tratamento térmico de tais peças.O tratamento a frio transforma a austenita residual em martensita, levando à expansão do volume;O revenido e o envelhecimento em baixa temperatura, por um lado, promovem a precipitação de ∈ - carbonetos e a decomposição da martensita, causando encolhimento de volume, e por outro lado, causam certo grau de relaxamento de tensões, resultando na distorção da forma da peça.A composição química do aço, a temperatura de revenido e a temperatura de envelhecimento são os principais fatores que afetam a deformação de trabalho durante o processo de envelhecimento.

 

Deformação de peças carburadas - As peças carburadas são geralmente feitas de aço de baixo carbono e aço-liga de baixo carbono, com estrutura original de ferrita e pequena quantidade de perlita.De acordo com os requisitos de serviço da peça de trabalho, após a carburação, a peça de trabalho precisa ser temperada diretamente, resfriada lentamente, reaquecida, temperada ou temperada novamente.A peça cementada sofre deformação durante os processos de resfriamento lento e têmpera de cementação após a carburação devido aos efeitos de tensões estruturais e térmicas.O tamanho e o padrão de deformação da deformação dependem de fatores como a composição química do aço carburado, a profundidade da camada carburizada, a forma geométrica e o tamanho da peça de trabalho e os parâmetros do processo de tratamento térmico após a carburização e a carburização.

 

As peças de trabalho podem ser divididas em peças delgadas, peças planas e peças cúbicas com base em suas dimensões relativas de comprimento, largura, altura (espessura).O comprimento de uma peça delgada é muito maior que seu tamanho de seção transversal, o comprimento e a largura de uma peça plana são muito maiores que sua altura (espessura) e as dimensões nas três direções de um cubo não são significativamente diferentes.A tensão interna máxima durante o tratamento térmico é geralmente gerada na direção do tamanho máximo.Se esta direção for referida como a direção de tensão dominante, as peças feitas de aço de baixo carbono e aço de liga de baixo carbono geralmente apresentam deformação por contração ao longo da direção de tensão dominante quando ferrita e perlita são formadas no núcleo após a carburação e resfriamento lento ou ar. resfriamento, com uma taxa de deformação por contração de cerca de 0,08-0,14%.À medida que o conteúdo de elementos de liga no aço aumenta e o tamanho da seção transversal da peça diminui, a taxa de deformação também diminui e até ocorre deformação por inchaço.

 

Hastes delgadas com diferenças significativas na espessura da seção transversal e formatos assimétricos são propensas à deformação por flexão após a carburação e o resfriamento a ar.A direção da deformação por flexão depende do material.A seção fina de peças de aço carburado com baixo teor de carbono e resfriamento rápido costuma ser côncava em um dos lados.No entanto, para peças de liga de aço de baixo carbono carburadas com elementos de liga mais alta, como 12CrN3A e 18CrMnTi, o lado da seção fina com resfriamento rápido costuma ser convexo.

 

Após a cementação em temperaturas de 920-940C, a fração mássica de carbono na camada cementada de peças feitas de aço de baixo carbono e aço de liga de baixo carbono aumenta para 0,6-1,0%.A austenita com alto teor de carbono na camada carburizada precisa ser sub-resfriada abaixo de Ar1 (cerca de 600°C) durante o resfriamento ao ar ou resfriamento lento antes de começar a se transformar em perlita.A austenita de baixo carbono no centro começa a precipitar ferrita por volta de 900C, e a austenita restante sofre decomposição eutetóide e transformação em perlita abaixo da temperatura Ar1.Do sub-resfriamento da temperatura de cementação até a temperatura Ar1, a camada cementada do componente eutetóide não sofreu transformação de fase, enquanto a austenita com alto teor de carbono apenas sofreu retração térmica com a diminuição da temperatura.Ao mesmo tempo, a austenita de baixo carbono no centro expandiu-se devido ao aumento na proporção de volume de precipitação de ferrita, resultando em tensão de compressão no centro e tensão de tração na camada carburizada.Devido a eventos cardíacos γ->α Durante a transformação, o efeito da tensão de mudança de fase reduz sua resistência ao escoamento, levando à deformação compressiva no centro.O aço de liga de baixo carbono apresenta maior resistência e menor deformação plástica compressiva no centro nas mesmas condições.

 

Quando peças carburadas com formatos assimétricos são resfriadas a ar, o encolhimento do comprimento da linha de austenita no lado com resfriamento rápido é maior do que no lado com resfriamento lento, resultando em tensão de flexão.Quando a tensão de flexão é maior que a resistência ao escoamento no lado com resfriamento lento, a peça dobra para o lado com resfriamento rápido.Para aços de liga de baixo carbono com alto teor de elementos de liga, a camada superficial após a carburação tem a composição de aços de liga de alto carbono.Durante o resfriamento a ar, o lado com resfriamento rápido sofre transformação de fase, formando uma nova fase com maior dureza e maior volume específico de estrutura.Por outro lado, a nova fase formada lentamente devido ao resfriamento apresenta menor dureza, resultando em deformação por flexão oposta.

 

A lei de deformação por têmpera de peças carburadas pode ser analisada usando o mesmo método.A temperatura de têmpera das peças carburadas é geralmente 800-820C.Durante a têmpera, a austenita com alto teor de carbono na camada carburizada sofrerá uma contração térmica significativa quando resfriada da temperatura de cementação até a faixa de temperatura do ponto Ms.Ao mesmo tempo, a austenita de baixo carbono no centro se transformará em ferrita e perlita, bainita de baixo carbono ou martensita de baixo carbono.Independentemente do tipo de tecido em que se transforma, o coração sofre expansão de volume devido ao aumento do volume específico do tecido, resultando em estresse interno significativo na camada carburizada e no coração.De um modo geral, na ausência de têmpera, devido ao baixo limite de escoamento dos produtos de transição de fase de ferrita e perlita no núcleo, a deformação por contração ocorre na direção da tensão dominante sob a tensão de compressão de contração térmica da camada carburizada.Quando os produtos de transformação de fase no núcleo são uma combinação de bainita de baixo carbono e alta resistência e martensita de baixo carbono, a austenita superficial de alto carbono sofre deformação plástica sob a ação da tensão de expansão do núcleo, resultando em direção de tensão dominante e expansão.

 

Com o aumento do teor de carbono e do teor de elementos de liga no aço carburado, a dureza do núcleo das peças carburadas aumenta após a têmpera e a tendência de expansão na direção da tensão dominante aumenta.Quando a dureza do núcleo é 28-32HRC, a deformação de têmpera da peça carburizada é muito pequena.À medida que a dureza do coração aumenta, aumenta a tendência ao inchaço e à deformação.É óbvio que fatores como a melhoria da temperabilidade das peças carburadas, que levam a um aumento na dureza do centro das peças carburadas, aumentarão a tendência das peças carburadas de incharem ao longo da direção de tensão dominante.

 

A deformação de peças nitretadas - a nitretação pode efetivamente melhorar a dureza superficial e a resistência à fadiga das peças e, até certo ponto, melhorar sua resistência à corrosão.A temperatura de nitretação é relativamente baixa, cerca de 510-560C.Durante o processo de nitretação de materiais de aço, o metal base não sofre transformação de fase, portanto a deformação da peça nitretada é relativamente pequena.A nitretação é geralmente o processo final do tratamento térmico.Após a nitretação, além de peças de alta precisão, geralmente não são realizados outros processamentos mecânicos.Portanto, a nitretação é amplamente utilizada para tratar peças de precisão que requerem alta dureza e pequenas deformações.No entanto, a peça nitretada ainda sofre deformação.Devido à infiltração de átomos de nitrogênio, o volume específico da camada nitretada aumenta.Portanto, a deformação mais comum da peça nitretada é a expansão da superfície da peça.A expansão da camada nitretada superficial é dificultada pelo centro, e a superfície é submetida a tensões de compressão, enquanto o centro é submetido a tensões de tração.A magnitude da tensão interna é influenciada por fatores como o tamanho da seção transversal da peça, o limite de escoamento do aço nitretado, a concentração de nitrogênio e a profundidade da camada nitretada.Quando o tamanho da seção transversal da peça é pequeno, o formato da seção transversal é assimétrico e a temperatura do forno e a nitretação são irregulares, a peça nitretada também produzirá alterações dimensionais ou distorções de forma, como flexão e deformação.

 

O padrão de deformação das peças do eixo após a nitretação é que o diâmetro externo se expande e o comprimento se alonga.A expansão radial geralmente aumenta com o aumento do diâmetro da peça, mas a expansão máxima não excede 0,055 mm.O alongamento do comprimento é geralmente maior que a expansão radial, e seu valor absoluto aumenta com o comprimento do eixo, mas não muda proporcionalmente com o comprimento do eixo.A deformação das peças de manga nitretada depende da espessura da parede.Quando a espessura da parede é fina, tanto o diâmetro interno quanto o externo tendem a se expandir.À medida que a espessura da parede aumenta, a expansão diminui significativamente.Quando a espessura da parede é grande o suficiente, o diâmetro interno tende a encolher.

 

Em geral, quando o tamanho efetivo da seção transversal da peça é superior a 50 mm, o principal modo de deformação do tratamento de nitretação é a expansão da superfície.Mas à medida que a área da seção transversal da peça diminui, quando a relação entre a área da seção transversal da camada nitretada e a área da seção transversal central é maior que 0,05, mas menor que 0,7, além da expansão da superfície, deformação causada por o estresse interno também deve ser considerado.A quantidade de deformação ao longo da direção de tensão dominante da peça pode ser estimada aproximadamente usando fórmulas empíricas: Δ L= η ( Ν/Κ)%

 

Δ L - O aumento no comprimento da direção de tensão dominante.

η---- O coeficiente depende do material e da forma da seção transversal da peça nitretada.

Ν------ A área da seção transversal da camada nitretada.

Κ---- A área transversal do coração.

 

Valor η do aço nitretado comumente usado:

Formato da seção transversal da peça de trabalho
38CrMoALA
40CrNiMo
Rotundidade
0,3
0,15
Quadrado
0,4
0,2