Cet article fournira un compte rendu assez détaillé de ce qu'est le recuit de recristallisation. De plus, pour la familiarisation, d'autres types de travail avec l'acier seront envisagés, qui améliorent sa structure et sa maniabilité du métal, réduisent la dureté et soulagent les contraintes internes. Toutes les propriétés principales de l'alliage dépendent de la structure de l'alliage, et la méthode qui modifie la structure est le traitement thermique. Le recuit de recristallisation et de nombreux autres types de traitement thermique ont été développés par D. K. Chernov, puis ce sujet a été développé par G. V. Kurdyumov, A. A. Bochvar, A. P. Gulyaev.
Traitement thermique
Il s'agit d'une combinaison de diverses opérations de chauffage à l'aide d'un équipement spécial et d'une technologie spéciale, avec maintien et refroidissement, qui sont effectuées strictement dans un certain ordre et selon des modes précis afin de modifier la structure interne de l'alliage et obtenir les propriétés désirées. Le traitement thermique est divisé en plusieurs types. Recuit le premiertype, qui est utilisé pour absolument tous les métaux et alliages, n'apporte pas de transformations de phase à l'état solide. Le recuit de recristallisation est utilisé pour obtenir les caractéristiques suivantes.
Lorsque le recuit du premier type est chauffé, la mobilité des atomes augmente, l'inhomogénéité chimique est complètement ou partiellement éliminée et la contrainte interne diminue. Tout dépend de la température de chauffage et du temps de maintien. Le refroidissement lent est caractéristique ici. Les variantes de cette méthode sont le recuit de détente après la coulée, le soudage ou le forgeage, le recuit de diffusion et le recuit de recristallisation.
Deuxième recuit
Ce recuit est également destiné aux métaux et alliages qui subissent des transformations de phase lors du recuit à l'état solide - à la fois lorsqu'ils sont chauffés et lorsqu'ils sont refroidis. Ici, les objectifs sont un peu plus larges que ceux poursuivis par le recuit de recristallisation de l'acier. Le recuit du deuxième type donne une structure plus équilibrée pour un traitement ultérieur du matériau. Le grain disparaît, est écrasé, la viscosité et la plasticité augmentent, la dureté et la résistance sont considérablement réduites. Un tel métal peut déjà être coupé. Le chauffage est effectué à des températures beaucoup plus élevées que les températures critiques, et le refroidissement a lieu avec le four - très lentement.
Le traitement thermique comprend également le durcissement des alliages pour plus de résistance et de dureté. Ici, au contraire, une structure hors équilibre se forme, ce qui augmente ces paramètres en raison de la sorbite, de la troostite et de la martensite. Les températures utilisées sont également beaucoup plus élevées que les températures critiques, mais le refroidissement s'effectue à des vitesses très élevées. quatrième typetraitement thermique - revenu, qui soulage les contraintes internes, réduit la dureté et augmente la ténacité et la ductilité des aciers trempés. Lorsqu'il est chauffé à des températures inférieures à la critique, la vitesse de refroidissement peut être quelconque. Les transformations réduisent la structure hors d'équilibre. C'est ainsi que fonctionne le recuit de recristallisation de l'acier.
Sélection du mode
Le traitement thermique peut être préliminaire et final. Le premier sert à préparer les propriétés du matériau et sa structure pour des opérations technologiques ultérieures (amélioration de l'usinabilité, découpe, traitement sous pression). Le traitement thermique final forme toutes les propriétés du produit fini. La sélection du mode de recuit de recristallisation dépend du processus et des objectifs du traitement thermique.
implique le chauffage d'un alliage ou d'un métal au-dessus de la température de cristallisation, et pas moins de cent ou deux cents degrés. Ceci est suivi d'une exposition à cette température pendant le temps requis. Le refroidissement est la dernière étape de ce processus. Cette technologie est divisée en recuit complet, partiel et de texturation, et le choix dépend de l'objectif du recuit de recristallisation.
Recuit complet
Dans la pratique, nous utilisons le plus souvent un recuit complet, mais ici, vous devez faire attention au fait que le recuit et le durcissement de l'acier sont des processus différents. Au cours du processus de recuit de recristallisation, certaines procédures sont effectuées qui précèdent le travail à froid du métal sous pression pour faciliter le travail ultérieur avec celui-ci, oule recuit est le type de sortie du traitement thermique, lorsque le produit fini ou le produit semi-fini reçoit les caractéristiques souhaitées. Soit il s'agit d'une opération intermédiaire, par exemple - pour l'élimination efficace du durcissement à froid.
Pour une dissolution uniforme des éléments d'alliage dans la matrice et afin d'obtenir une microstructure homogène avec les mêmes propriétés matérielles, le recuit est effectué dans une solution spéciale. Les métaux ferreux nécessitent un recuit de recristallisation à des températures comprises entre 950 et 1200 ºC à l'aide d'une solution saline Durferrit Glühkohle ou Durferrit GS 960..
Objectifs
Le plus souvent, le recuit de recristallisation des aciers est effectué afin d'amener la structure du matériau aux paramètres souhaités qui sont nécessaires pour les travaux ultérieurs. Il est utilisé après traitement sous pression, si la recristallisation lente n'est pas complètement passée, et que cela ne permet pas d'éliminer le durcissement.
Cette technologie est généralement utilisée pour les bobines d'alliage laminées à chaud, où la base est en aluminium, ainsi qu'après le laminage à froid de tôles, bandes, feuilles de divers alliages et métaux non ferreux (il faut mentionner ici recuit de recristallisation du nickel), barres et fils, aciers formés à froid et tubes étirés à froid. Une procédure distincte est le recuit dans la fabrication de produits semi-finis et de produits en métaux non ferreux (y compris le nickel).
Conditions de température
Différents matériaux nécessitent différents modes de traitement thermique. Habituellement, l'ensemble du processus ne prend pas plus d'une heure pour terminer le recuit de recristallisation, mais le régime de température de chaque alliage est le sien. Ainsi, les alliages à base de magnésium sont requis de 300 à 400 °С, les alliages de nickel sont requis de 800 à 1150 °С, les aciers au carbone sont requis de 650 à 710 °С, pour lesquels un recuit de recristallisation est obligatoire. Le point de fusion n'est naturellement pas atteint.
Les alliages d'aluminium n'ont pas besoin d'autant, assez de 350 à 430 °C, et l'aluminium pur recristallise à des températures de 300 à 500 °C. De 670 à 690 °C il faut du titane pour la recristallisation, de 700 à 850 °C des compositions de cuivre et de nickel sont nécessaires, de 600 à 700 °C du bronze et du laiton sont nécessaires, et encore moins de cuivre pur, il commence la recristallisation à partir de 500 °C. De tels modes de recuit de recristallisation sont nécessaires pour certains métaux et alliages.
Traitement par diffusion des métaux
Ce type de recuit est autrement appelé homogénéisation, et il est effectué afin d'éliminer les conséquences de la ségrégation dendritique. Le recuit de diffusion est nécessaire pour les aciers alliés où l'indice de ductilité et de ténacité est réduit en raison de la ségrégation intracristalline, ce qui conduit à des fractures lamellaires ou fragiles. Il est nécessaire d'atteindre une structure d'équilibre, et donc un traitement de diffusion du métal coulé est nécessaire. De plus, il améliore à la fois les caractéristiques mécaniques et augmente l'uniformité des propriétés dans tout le produit fini.
Voici ce qui se passeprocessus: les phases en excès sont dissoutes, la composition chimique est nivelée, les pores apparaissent et se développent, la taille des grains augmente. Ce type de traitement thermique nécessite une longue exposition du métal à des températures supérieures à la critique (ici on peut parler de 1200 degrés Celsius).
Traitement thermique isotherme
Ce type de recuit est recommandé pour les aciers alliés où, à température constante, l'austénite se décompose en ferrite et cémentite dans le mélange. Une telle décomposition peut se produire dans d'autres types de recuit s'il y a un refroidissement progressif dû à une diminution constante et successive de la température. Ainsi, l'uniformité de la structure est obtenue, le temps de traitement thermique est réduit.
Le schéma de recuit isotherme est le suivant: premièrement, chauffer jusqu'à un indicateur qui dépassera le point critique supérieur de 50 à 70 degrés, puis abaisser la température de 150 degrés. Après cela, la partie chauffée est transférée dans un four ou un bain, où la température n'est pas maintenue à plus de 700 °C. La durée de la procédure dépendra de la composition du métal et des dimensions géométriques de la pièce. Les composés d'alliage peuvent prendre des heures, tandis que les tôles d'acier au carbone laminées à chaud prennent quelques minutes.
Différences
Avec un recuit complet, la recristallisation de l'acier est assurée, soulageant le métal de divers défauts structurels. L'acier reçoit ses propriétés les plus importantes et caractéristiques, se ramollit pour une coupe ultérieure. Avoir besoinchauffez-le d'abord à une température supérieure à Ac3 de 30 à 50 degrés, réchauffez-le, puis refroidissez-le lentement.
Le plus souvent, l'exposition dure au moins une demi-heure, mais pas plus d'une heure par tonne d'acier avec un taux de chauffage de 100 degrés Celsius par heure. La vitesse de refroidissement varie en fonction de la composition de l'acier et de la stabilité de l'austénite. Si elle est refroidie rapidement, la structure dispersée ferritique-cémentite peut être trop dure.
Refroidissement
La vitesse de refroidissement est régulée en refroidissant le four avec son arrêt progressif et en ouvrant la porte. Avec un recuit complet, l'essentiel est de ne pas surchauffer l'alliage. Le recuit partiel est effectué à des températures inférieures à Ac3, mais légèrement supérieures à Ac1.
Ensuite, l'acier recristallisera partiellement et ne se débarrassera donc pas des défauts. C'est ainsi que sont traités les aciers sans bandes ferritiques, s'ils doivent simplement être adoucis avant d'être transformés et coupés. En plus du recuit complet et incomplet, il existe également un recuit de recristallisation de texturation.
Demande
Parfois, le recuit complète le travail à chaud (les bobines laminées à chaud, telles que les alliages d'aluminium, sont recuites avant le laminage à froid pour éliminer le travail dur qui est inévitable à la suite du laminage à chaud).
Le recuit de ce type est beaucoup plus largement utilisé dans la production de produits et de produits semi-finis à partir d'alliages et de métaux non ferreux purs. Il s'agit déjà d'une opération de traitement thermique indépendante. Par rapport aux aciers, un grand nombre de métaux non ferreux sont soumis à un travail à froid, après quoi un recuit de recristallisation est nécessaire.
Dans l'industrie
Si une forme granulaire de cémentite est requise, le maintien de l'alliage pendant le recuit jusqu'à la recristallisation complète peut durer longtemps - plusieurs heures. Pour la déformation à froid, qui suit généralement le recuit, c'est la forme granulaire de la cémentite qui est la plus favorable, qui se produit lors de la recristallisation dans le processus de nucléation et de croissance des grains non déformés, et cela nécessite un chauffage à une certaine température.
Le recuit de recristallisation dans l'industrie est l'opération initiale pour donner de la plasticité à un alliage ou à un métal avant le travail à froid. Il n'est pas moins souvent présent dans l'intervalle entre les opérations de déformation à froid pour éliminer le durcissement, et aussi en sortie du processus de traitement thermique final afin que le produit ou le produit semi-fini acquière les propriétés dont il a besoin.
Comment ça se passe
Lorsqu'il est chauffé, le métal déformé augmente la mobilité des atomes. Les vieux grains s'étirent, deviennent vulnérables, de nouveaux grains, déjà équilibrés et sans tension, naissent et grandissent intensément. Ils se heurtent à d'anciens, allongés, les absorbant dans leur croissance jusqu'à leur disparition complète. La recristallisation de l'acier et des alliages est l'objectif principal du recuit de recristallisation. Lorsqu'il est chauffé après avoir atteint la température requise, la limite d'élasticité et la résistance du matériau diminuent assez fortement.
Mais la plasticité augmente, cela améliore l'usinabilité. La température à laquelle commence la recristallisation est appelée seuil.recristallisation. Lorsqu'il est atteint, le métal se ramollit. La température ne peut pas être constante. Pour un alliage ou un métal particulier, la durée de chauffage, le degré de pré-déformation, la taille de grain initiale et bien plus encore jouent un rôle tout aussi important.
