I Rachaduras por tratamento térmico
Características:
Morfologia: trincas de tratamento térmico são frequentemente produzidas na zona de transformação martensítica, então suas trincas podem trincar ao longo do cristal ou trincarem através do cristal. Trincas podem ser radiais, de linha separada ou de rede.
Localização: As rachaduras geralmente tendem a se formar em cantos afiados da peça de trabalho, em mudanças repentinas na seção transversal.
Seção: A seção de uma rachadura de têmpera geralmente não é oxidada e pode ser branca, branca opaca ou vermelha clara (ferrugem causada pela têmpera).
Causas:
A fissuração ocorre quando as grandes tensões geradas durante a têmpera são maiores que a resistência do material e excedem o limite de deformação plástica.
Pode estar relacionado a fatores como temperatura de aquecimento de têmpera muito alta e resfriamento muito rápido.
Razões para rachaduras no tratamento térmico
a. Qualidade metalúrgica do material:
Problemas metalúrgicos, como retração e defeitos graves de laminação, podem causar heterogeneidades no material, o que aumenta o risco de trincas por têmpera.
Defeitos metalúrgicos como segregação macroscópica, segregação de solução sólida, hidrogênio em solução sólida, defeitos de forjamento e laminação, aprisionamento de escória, organização de faixas ferrita-perlíticas e organização de faixas de carboneto podem atuar isoladamente ou em conjunto com tensões internas macroscópicas ou microscópicas para causar trincas de têmpera.
b. Teor de carbono do material e elementos de liga:
Um aumento no teor de carbono reduzirá a resistência à fratura da martensita, aumentando assim a tendência de trincas por têmpera.
Elementos de liga como Mn, Cr, V, Mo, etc. também aumentarão a tendência de trincas de têmpera com o aumento de seu teor.
Entretanto, o elemento B pode efetivamente melhorar a temperabilidade, enquanto a quantidade adequada de elementos de terras raras pode reduzir o atrito necessário para o movimento de discordância, reduzindo a tendência à fratura frágil.
c. Condições do processo de têmpera:
O controle inadequado do método de aquecimento de têmpera e da taxa de aquecimento, aquecimento irregular e temperatura de têmpera muito alta podem levar a rachaduras de têmpera.
O método de resfriamento por têmpera não é apropriado, a taxa de resfriamento é muito rápida, o resfriamento irregular, bem como a seleção inadequada do meio de resfriamento também são causas comuns.
A têmpera antes que a peça de trabalho não seja preparada para tratamento térmico ou o tratamento inadequado, bem como a têmpera não realizada em tempo hábil, também podem levar a rachaduras de têmpera.
d. Tamanho e forma da peça de trabalho:
Os cantos afiados da peça de trabalho e as mutações na seção transversal são propensos à formação de trincas de têmpera, porque esses locais são propensos à concentração de tensões.
Grandes peças de eixo são propensas a trincas induzidas por estresse térmico se não forem temperadas durante o resfriamento.
e. Defeitos internos:
Defeitos existentes no material, como bolhas de vapor, inclusões, linhas finas, manchas brancas, etc., podem se tornar uma fonte de rachaduras sob a ação do estresse do tratamento térmico e se expandir gradualmente.
f. Fragilidade intrínseca da martensita:
A fragilidade intrínseca da martensita é a causa interna das trincas de têmpera, e sua estrutura cristalina, composição química, defeitos metalúrgicos, etc. terão efeito sobre ela.
Trincas de têmpera são o resultado de uma combinação de fatores e precisam ser consideradas e otimizadas em vários aspectos, como seleção de material, controle de processo, projeto da peça de trabalho, etc., para reduzir o risco de trincas de têmpera.
Características:
Morfologia: trincas de forjamento são formadas em altas temperaturas, as trincas são relativamente espessas e geralmente existem na forma de múltiplas tiras, sem uma ponta fina, sem uma direção fina. Às vezes, ao redor da trinca não é totalmente descarbonetada, mas semi-descarbonetada.
Posição: frequentemente produzida na organização grosseira, concentração de tensões ou elementos de liga na segregação.
Seção: a seção da fissura pode ser marrom escura, ou mesmo ter a aparência de pele de oxigênio, isso ocorre porque a fissura na deformação do forjamento se expande e entra em contato com o ar.
Causas:
Defeitos de matéria-prima:
Contração residual: Poros ou furos incompletamente fechados na matéria-prima podem levar à redução da resistência do material durante o processo de forjamento, o que facilita a produção de rachaduras.
Inclusões em aço:
inclusões não metálicas, segregação de carbonetos, inclusões metálicas heterogêneas na matéria-prima podem enfraquecer a continuidade do material e promover a formação de trincas.
Processo de forjamento inadequado:
aquecimento inadequado:
a temperatura de aquecimento está muito alta ou muito baixa, o que pode levar à distribuição desigual de tensões dentro do material, o que por sua vez produz rachaduras durante o forjamento.
deformação imprópria:
a taxa de deformação é muito grande, a plasticidade do aço não é suficiente para suportar a forma da pressão, fácil de causar ruptura. Essa rachadura geralmente ocorre no início do estágio de forjamento e expansão rápida.
resfriamento inadequado após forjamento:
a taxa de resfriamento muito rápida ou muito lenta pode levar à concentração de tensões internas no material, provocando rachaduras.
tratamento térmico não oportuno:
após o forjamento não for feito tratamento térmico oportuno e apropriado, pode levar a que o estresse interno do material não seja efetivamente liberado, aumentando assim o risco de rachaduras.
g. controle inadequado da temperatura:
No processo de aquecimento e resfriamento, se a temperatura não for controlada adequadamente, pode levar a um estresse interno excessivo no material, desencadeando assim rachaduras. Por exemplo, no processo de têmpera, se o resfriamento for muito rápido, podem ocorrer rachaduras de têmpera.
h. Concentração de tensões no material:
Se houver áreas de concentração de tensão no forjamento, como cantos afiados e mutações na seção transversal, quando a tensão excede a capacidade do material, pode ocorrer rachaduras.
