1.Què és el recuit isotèrmic? Quin és el seu principi bàsic?
El recuit isotèrmic és un procés de tractament tèrmic en què les bobines-laminades en fred (o plaques d'acer) s'escalfen a una temperatura d'austenització (per sobre de CA₃) o de recristal·lització, es mantenen a aquesta temperatura i després es refreden ràpidament a una temperatura específica dins de la zona de transformació de la perlita (p. ex., 600-700 graus). Les bobines es mantenen isotèrmicament a aquesta temperatura, permetent que l'austenita es descomposi completament en ferrita i perlita (o cementita esferoïdal). Finalment, les bobines es refreden per aire.
Principi bàsic: Ús de la corba de transformació isotèrmica (corba TTT) de l'austenita superrefrigerada. Evitant el refredament lent i saltant directament a la zona de temperatura de transformació més ràpida per al tractament isotèrmic, la transformació de la microestructura es pot completar en un temps més curt, amb una temperatura de transformació constant, donant lloc a una microestructura uniforme i consistent.
2. Quins són els principals avantatges del recuit isotèrmic?
Cicle de procés significativament escurçat i eficiència millorada: el recuit complet tradicional requereix un refredament extremadament lent al forn (sovint triga de desenes a centenars d'hores), mentre que el recuit isotèrmic només requereix un refredament ràpid a la temperatura isotèrmica i mantenir aquesta temperatura durant un període de temps (generalment desenes de minuts) per completar la transformació, millorant significativament la taxa de rotació i l'eficiència de producció del forn de recuit.
Microestructura més uniforme i propietats més consistents: com que la transformació té lloc a una temperatura constant, la microestructura de tota la bobina o tira (com ara l'espai interlamel·lar de perlita i duresa) és més uniforme que l'obtinguda per refredament continu al forn, evitant la barreja de cristalls o les fluctuacions de propietat causades per diferències en les velocitats de refredament durant el refredament continu.
Control de duresa més fàcil: la duresa final es pot controlar amb precisió seleccionant diferents temperatures isotèrmiques. Com més baixa sigui la temperatura isotèrmica, més fina serà la perlita (fins i tot sorbita) i una mica més alta serà la duresa; com més alta és la temperatura isotèrmica, més gruixuda és la perlita i menor és la duresa (facilitant el treball en fred).
3. Quins són els principals inconvenients i limitacions del recuit isotèrmic?
Gran inversió en equips i procés complex: el recuit isotèrmic requereix seccions isotèrmiques amb capacitats de refrigeració ràpida i un control precís de la temperatura (com ara forns de bany de sal, forns de partícules que flueixen o seccions dedicades de refredament lent/sobre{0}}envelliment en línies de recuit contínues), cosa que comporta uns costos d'equip més elevats que els forns de caixa simples o els forns de campana.
No apte per a tots els graus d'acer (especialment en seccions transversals grans-): per als acers aliats amb gran tempabilitat, el recuit isotèrmic pot requerir temps isotèrmics extremadament llargs per completar la transformació (desplaçant la corba TTT cap a la dreta), negant el seu avantatge d'eficiència. Per a peces de treball grans, el refredament ràpid i l'homogeneïtzació del nucli són difícils d'aconseguir, cosa que pot provocar diferències en la microestructura entre la superfície i el nucli.
Requisits estrictes de control de temperatura: la temperatura isotèrmica s'ha de controlar estrictament dins del rang objectiu. Si la temperatura isotèrmica fluctua molt, o el temps isotèrmic és insuficient (transformació incompleta), l'austenita no transformada es pot transformar en martensita després de sortir del forn, donant lloc a una duresa anormalment alta i "punts durs".
4. Quins tipus de bobines-laminades en fred o graus d'acer són especialment adequats per al recuit isotèrmic?
Línia de recuit contínua (CAPL): la producció moderna a gran-escala-de xapes d'acer per a automòbils laminats en fred (com ara els graus CQ, DQ i DDQ) utilitza gairebé exclusivament el recuit isotèrmic (la secció de "sobre-envelliment" o "refrigeració lent" en un procés de recuit continu és essencialment un forn de transformació isotèrmica) producció uniforme d'alta-velocitat.
Bobines laminades en fred-} i altes-acer al carboni-: com ara tires d'acer de molla o acer per a eines laminades en fred-65Mn, 50# i altres. El recuit isotèrmic (especialment el recuit esferoidant isotèrmic) pot transformar eficaçment la perlita lamel·lar en perlita esfèrica, reduint la duresa i millorant la mecanització i el rendiment del capçal en fred.
Acer d'embutició profunda-que requereix un control estricte de duresa: per a peces que seran sotmeses a estampació de precisió posterior, el recuit isotèrmic proporciona materials amb fluctuacions de duresa extremadament petites.
5.Quines diferències hi ha en el rendiment del producte entre el recuit isotèrmic i el recuit complet esmentat anteriorment?
Microestructura:
Totalment recuit: resulta en una microestructura mixta amb una mida de partícula desigual (a causa de les diferències en l'espai interlamel·lar entre les seccions d'alta-temperatura i de baixa-temperatura durant el refredament continu).
Recuit isotèrmic: resultant en una microestructura uniforme (tot format a la mateixa temperatura amb un espai interlamel·lar consistent).
Duresa i plasticitat:
Totalment recuit: la duresa sol ser lleugerament inferior a la del recuit isotèrmic (si la velocitat de refredament és extremadament lenta), però el cicle de producció és més llarg.
Recuit isotèrmic: la duresa es pot aconseguir amb precisió controlant la temperatura isotèrmica per satisfer els requisits de l'usuari (per exemple, si l'usuari requereix HRB 55±2, és més probable que el recuit isotèrmic assoleixi l'objectiu). A més, a causa de la microestructura uniforme, la deformació durant l'estampació és més uniforme i el risc d'esquerdes localitzades és menor.
Eficiència de producció:
Totalment recuit: apte per a la producció de lots petits-de diverses-varietats amb poca sensibilitat al temps (com alguns materials especials per a forns de camp-).
Recuit isotèrmic: adequat per a línies de producció d'alt-volum i alta-eficiència amb requisits de consistència d'alt rendiment.