Los cambios en el volumen y la forma de la pieza de trabajo durante el tratamiento térmico son causados ​​por la expansión del volumen causada por el cambio de volumen específico durante la transformación estructural del acero, así como por la deformación plástica causada por el estrés del tratamiento térmico.Por tanto, cuanto mayor sea la tensión del tratamiento térmico y más desigual sea la transformación de fase, mayor será la deformación, y viceversa.Para reducir la deformación, se deben hacer esfuerzos para reducir la tensión de enfriamiento y mejorar el límite elástico del acero.

La influencia de la composición química en la deformación del tratamiento térmico.

La composición química del acero afecta la deformación del tratamiento térmico de las piezas de trabajo al influir en el límite elástico, el punto Ms, la templabilidad, el volumen específico de la microestructura y el contenido de austenita residual del acero.

El contenido de carbono del acero afecta directamente el volumen específico de varias microestructuras obtenidas después del tratamiento térmico (la relación entre el volumen específico de diferentes microestructuras a temperatura ambiente y el contenido de carbono - abreviado, la relación entre el contenido de carbono del acero al carbono y el punto Ms y la austenita residual - abreviado).A medida que aumenta el contenido de carbono del acero, aumenta el volumen de martensita y aumenta el límite elástico.El aumento de la templabilidad y del volumen específico de martensita aumenta la tensión y la deformación por tratamiento térmico de la microestructura enfriada.El aumento del contenido de austenita residual y del límite elástico reduce el cambio de volumen específico, lo que lleva a una disminución de la tensión del tejido y una reducción de la deformación del tratamiento térmico.La influencia del contenido de carbono en la deformación de las piezas durante el tratamiento térmico es el resultado del efecto combinado de los factores contradictorios antes mencionados.

La influencia del contenido de carbono en el cambio de volumen durante el enfriamiento.(tamaño de la muestra: ￠25 * 100)

La tendencia a la deformación por enfriamiento de la muestra de acero 08 es acortar la longitud, aumentar el diámetro en el medio de la muestra y reducir el diámetro al final, formando una forma de tambor de cintura.Esto se debe a que, aunque el punto Ms del acero con bajo contenido de carbono es alto, cuando se produce la transformación martensítica, el límite elástico del acero es bajo, la plasticidad es buena y es fácil de deformar.Sin embargo, debido al pequeño volumen de martensita, la tensión del tejido no es grande y no causará una gran deformación plástica.Por el contrario, la deformación causada por la tensión térmica es relativamente grande y finalmente se manifiesta como deformación por tensión térmica.

La tensión de la microestructura se convirtió en el factor dominante que causa la deformación en la muestra de acero 55, lo que resulta en una reducción en el diámetro medio, un aumento en el diámetro del extremo y un aumento en la longitud.

Cuando la fracción de masa de carbono aumenta aún más por encima del 0,8%, debido a la disminución del punto Ms y al aumento del contenido de austenita residual, su deformación se convierte en una deformación de tipo tensión térmica con una longitud más corta y un diámetro mayor.Y debido al aumento del límite elástico del acero con alto contenido de carbono, su deformación es menor que la del acero con medio carbono.Para el acero al carbono, en la mayoría de los casos, la deformación del acero T7A es la más pequeña.Cuando la fracción másica de carbono es superior al 0,7%, tiende a encogerse;Pero cuando la fracción de masa de carbono es inferior al 0,7%, tanto el diámetro interior como el exterior tienden a expandirse.

En general, en el caso de un enfriamiento completo, debido al mayor punto Ms del acero al carbono en comparación con el acero aleado, su transformación martensítica comienza a temperaturas más altas.Debido a la buena plasticidad del acero a temperaturas más altas y al límite elástico relativamente bajo del propio acero al carbono, las piezas de acero al carbono con orificios (o cavidades) internos tienden a deformarse más y los orificios (o cavidades) internos tienden a hincharse.Debido a su alta resistencia, bajo punto Ms y alto contenido de austenita residual, el acero aleado tiene una deformación por enfriamiento relativamente pequeña, que se manifiesta principalmente como deformación por tensión térmica, y sus orificios (o cavidades) internos tienden a contraerse.Por lo tanto, cuando se templan en las mismas condiciones que el acero con medio carbono, el acero con alto contenido de carbono y las piezas de acero con alta aleación a menudo experimentan principalmente contracción en el orificio interno.

La influencia de los elementos de aleación en la deformación por tratamiento térmico de las piezas de trabajo se refleja principalmente en su influencia sobre el punto Ms y la templabilidad del acero.La mayoría de los elementos de aleación, como manganeso, cromo, silicio, níquel, molibdeno, boro, etc., reducen el punto Ms del acero, aumentan la cantidad de austenita residual, reducen el cambio de volumen específico y la tensión de la microestructura durante el enfriamiento y, por lo tanto, reducen la deformación por enfriamiento de la pieza de trabajo.Los elementos de aleación mejoran significativamente la templabilidad del acero, aumentando así la deformación volumétrica y la tensión estructural del acero, lo que lleva a un aumento en la tendencia a la deformación del tratamiento térmico de la pieza de trabajo.Además, debido a la templabilidad mejorada del acero mediante elementos de aleación, se reduce la velocidad de enfriamiento crítica.En la producción real, se puede utilizar un medio de enfriamiento suave para el enfriamiento, reduciendo así el estrés térmico y la deformación del tratamiento térmico de la pieza de trabajo.El silicio tiene poco efecto sobre el punto Ms y sólo tiene un efecto reductor sobre la deformación de la muestra.El tungsteno y el vanadio tienen poco efecto sobre la templabilidad y el punto Ms, y tienen poco efecto sobre la deformación de la pieza de trabajo durante el tratamiento térmico.Por tanto, el llamado acero microdeformado en la industria contiene una gran cantidad de elementos de aleación como silicio, tungsteno y vanadio.

La influencia de la organización original y el estado de tensión en la deformación del tratamiento térmico.

La estructura original de la pieza de trabajo antes del enfriamiento, como la morfología, el tamaño, la cantidad y la distribución de los carburos, la segregación de los elementos de aleación y la dirección de las fibras formadas por forjado y laminado, tienen un cierto impacto en la deformación del tratamiento térmico de la pieza de trabajo. .La perlita esférica tiene un volumen mayor y una resistencia mayor que la perlita en escamas, por lo que la deformación por enfriamiento de la pieza de trabajo después del tratamiento previo a la esferoidización es relativamente pequeña.Para algunos aceros para herramientas con alto contenido de carbono, como el acero 9Mn2V, CrWMn y GCr15, el nivel de esferoidización tiene un impacto significativo en la corrección del agrietamiento por deformación por tratamiento térmico y la deformación por enfriamiento, y generalmente es recomendable utilizar un acero esferoidizado de nivel 2,5-5. estructura.El enfriamiento y el revenido no solo reducen el valor absoluto de la deformación de la pieza de trabajo, sino que también hacen que la deformación por enfriamiento de la pieza de trabajo sea más regular, lo que es beneficioso para controlar la deformación.

La distribución de las tiras de carburos tiene un impacto significativo en la deformación de las piezas de trabajo por tratamiento térmico.Después del templado, la pieza de trabajo se expande paralelamente a la dirección de la tira de carburo y se contrae en la dirección perpendicular a la tira de carburo.Cuanto más gruesas sean las partículas de carburo, mayor será la expansión en la dirección de la banda.Para los aceros martensíticos como el acero tipo Cr12 y el acero rápido, la morfología y distribución de los carburos tienen un impacto particularmente significativo en la deformación por enfriamiento.Debido al pequeño coeficiente de expansión térmica de los carburos, que es aproximadamente el 70% de la matriz, durante el calentamiento, los carburos con menor expansión a lo largo de la dirección de la tira inhiben el alargamiento de la matriz, mientras que durante el enfriamiento, los carburos con menor contracción dificultan la contracción de la matriz.Debido a la lenta temperatura de calentamiento de la austenitización, el efecto inhibidor de los carburos sobre la expansión básica es débil.Por lo tanto, el efecto direccional de los carburos distribuidos en tiras sobre la deformación por enfriamiento y calentamiento de las piezas de trabajo es relativamente pequeño.Sin embargo, durante el templado y el enfriamiento, debido a la rápida velocidad de enfriamiento, el efecto inhibidor de los carburos sobre la contracción de la matriz aumenta, lo que resulta en un alargamiento significativo a lo largo de la dirección de las tiras de carburo después del templado.

Los materiales que han sido laminados y forjados exhiben diferentes comportamientos de deformación por tratamiento térmico a lo largo de diferentes direcciones de las fibras.La diferencia en la variación de tamaño a lo largo de las direcciones longitudinal y transversal es relativamente pequeña para muestras normalizadas con una orientación de fibra poco clara.Cuando hay una estructura de bandas clara en la muestra recocida, los cambios de tamaño a lo largo de la dirección de la fibra y perpendicularmente a la dirección de la fibra son significativamente diferentes.Cuando la relación de forjado es grande y la dirección de la fibra es obvia, la tasa de cambio de tamaño de la muestra longitudinal a lo largo de la dirección de la fibra es mayor que la de la muestra transversal perpendicular a la dirección de la fibra.

Cuando hay carburos de red en acero hipereutectoide, una gran cantidad de carbono y elementos de aleación se enriquecen cerca de los carburos de red.En áreas alejadas de la red de carburos, los elementos de carbono y aleación son más bajos, lo que resulta en un aumento de la tensión de la microestructura de enfriamiento, una mayor deformación de enfriamiento e incluso agrietamiento.Por lo tanto, la red de carburos en el acero hipereutectoide debe eliminarse mediante un tratamiento térmico previo adecuado.

Además, la segregación macroscópica de los lingotes de acero a menudo da como resultado una segregación cuadrada en la sección transversal del material de acero, lo que a menudo conduce a una deformación por enfriamiento desigual de las piezas en forma de disco.En resumen, cuanto más uniforme sea la estructura original de la pieza de trabajo, menor será la deformación del tratamiento térmico, más regular será la deformación y más fácil será de controlar.

El estado de tensión de la pieza de trabajo antes del templado tiene un impacto significativo en la deformación.Especialmente para piezas de trabajo con formas complejas que se han sometido a un corte con alta velocidad de avance, si no se elimina la tensión residual, tiene un impacto significativo en la deformación por enfriamiento.

La influencia de la geometría de la pieza de trabajo en la deformación del tratamiento térmico.

Las piezas de trabajo con formas geométricas complejas y formas de sección transversal asimétricas, como ejes con chaveteros, cortadores de chaveteros, piezas de trabajo en forma de torre, etc., experimentan un enfriamiento desigual cuando se templan y enfrían, con un lado disipando el calor rápidamente y el otro lado disipando el calor lentamente.Si la deformación causada por un enfriamiento desigual por encima de Ms es dominante, el lado con un enfriamiento más rápido es cóncavo.Si la deformación causada por un enfriamiento desigual por debajo de Ms es dominante, el lado con un enfriamiento más rápido es convexo.Aumentar el tiempo isotérmico, aumentar la variable de transformación de bainita, hacer que la austenita residual sea más estable y reducir la cantidad de transformación de martensita en el enfriamiento por aire puede reducir significativamente la deformación de la pieza de trabajo.

La influencia de los parámetros del proceso en la deformación del tratamiento térmico.

Ya sea un tratamiento térmico convencional o un tratamiento térmico especial, puede producirse deformación por tratamiento térmico.Al analizar la influencia de los parámetros del proceso de tratamiento térmico en la deformación del tratamiento térmico, lo más importante es analizar los efectos de los procesos de calentamiento y enfriamiento.Los principales parámetros del proceso de calentamiento son la uniformidad del calentamiento, la temperatura de calentamiento y la velocidad de calentamiento.Los principales parámetros del proceso de enfriamiento son la uniformidad del enfriamiento y la velocidad de enfriamiento.El impacto del enfriamiento desigual en la deformación por enfriamiento es el mismo que el causado por la forma asimétrica de la sección transversal de la pieza de trabajo.Esta sección analiza principalmente la influencia de otros parámetros del proceso.

Deformación causada por un calentamiento desigual: la velocidad de calentamiento excesiva, la temperatura desigual en el ambiente de calentamiento y el funcionamiento inadecuado del calentamiento pueden causar un calentamiento desigual de la pieza de trabajo.El calentamiento desigual tiene un impacto significativo en la deformación de piezas de trabajo delgadas o delgadas.El término calentamiento no uniforme aquí no se refiere a la inevitable diferencia de temperatura entre la superficie y el centro de la pieza de trabajo durante el proceso de calentamiento, sino que se refiere específicamente al gradiente de temperatura en varias partes de la pieza de trabajo debido a diversas razones.Para reducir la deformación causada por un calentamiento desigual, para piezas de acero de alta aleación con formas complejas o mala conductividad térmica, se debe utilizar calentamiento lento o precalentamiento.Sin embargo, cabe señalar que, aunque el calentamiento rápido puede provocar un aumento de la deformación de las piezas de trabajo de eje largo y de las piezas delgadas con forma de placa.Sin embargo, para piezas de trabajo con deformación principalmente volumétrica, el calentamiento rápido suele desempeñar un papel en la reducción de la deformación.Esto se debe a que cuando solo la parte de trabajo de la pieza de trabajo requiere enfriamiento y fortalecimiento, el calentamiento rápido puede mantener el centro de la pieza de trabajo en un estado de baja temperatura y alta resistencia, y la parte de trabajo puede alcanzar la temperatura de enfriamiento.Este núcleo de alta resistencia puede evitar una deformación significativa de la pieza de trabajo después del templado y enfriamiento.Además, el calentamiento rápido puede utilizar temperaturas de calentamiento más altas y un tiempo de calentamiento y aislamiento más corto puede reducir la deformación causada por el peso de la pieza de trabajo durante estancias prolongadas a altas temperaturas.El calentamiento rápido solo alcanza la temperatura de transición de fase en la superficie y las áreas locales de la pieza de trabajo, lo que reduce correspondientemente el efecto de cambio de volumen después del enfriamiento, lo que también es beneficioso para reducir la deformación por enfriamiento.

La influencia de la temperatura de calentamiento en la deformación: la temperatura de calentamiento del enfriamiento afecta la deformación del enfriamiento al cambiar la diferencia de temperatura durante el enfriamiento, cambiando la templabilidad, el punto Ms y la cantidad de austenita residual.El aumento de la temperatura de calentamiento de enfriamiento aumenta el contenido de austenita residual, reduce el punto Ms, reduce la deformación causada por la tensión estructural y tiende a encoger la cavidad del orificio de las piezas de trabajo tipo manguito.Sin embargo, por otro lado, el aumento en la temperatura de calentamiento del templado mejora la templabilidad, aumenta la diferencia de temperatura durante el enfriamiento del templado, aumenta el estrés térmico y tiene una tendencia a causar expansión del orificio interno.La práctica ha demostrado que para piezas de trabajo de acero con bajo contenido de carbono, si el orificio interior se contrae después del enfriamiento a una temperatura de calentamiento normal, aumentar la temperatura de calentamiento de enfriamiento dará como resultado una mayor contracción.Para reducir la contracción, se debe reducir la temperatura de calentamiento del enfriamiento;Para piezas de trabajo hechas de acero de aleación de medio carbono, si el orificio interior se expande después del enfriamiento a una temperatura de calentamiento normal, aumentar la temperatura de calentamiento de enfriamiento provocará una mayor expansión.Para reducir la expansión de la cavidad del orificio, también es necesario reducir la temperatura de calentamiento del enfriamiento.Para acero para moldes de alta aleación tipo Cr12, el aumento de la temperatura de calentamiento y enfriamiento conduce a un aumento en el contenido de austenita residual y una tendencia a reducir el tamaño de los poros.

El efecto de la velocidad de enfriamiento por enfriamiento sobre la deformación: en términos generales, cuanto más intenso es el enfriamiento por enfriamiento, mayor es la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de la pieza de trabajo y las diferentes partes (partes con diferentes tamaños de sección transversal), mayor es la tensión interna generada. , lo que lleva a un aumento en la deformación del tratamiento térmico.La deformación de muestras de acero troqueladas en caliente (150 de largo * 100 de ancho * 50 de alto) después del enfriamiento y revenido a diferentes velocidades de enfriamiento.La velocidad de enfriamiento de los tres medios es la más rápida con el enfriamiento por aceite, seguida del enfriamiento por baño caliente y la más lenta con el enfriamiento por aire.Después de ser templada a tres velocidades de enfriamiento diferentes, la longitud y el ancho de la pieza de trabajo tienden a encogerse, con poca diferencia en la cantidad de deformación;Sin embargo, la deformación causada por el enfriamiento por aire y el temple en baño caliente con una velocidad de enfriamiento lenta en la dirección del espesor es mucho menor, con una expansión de deformación del 0,05%, mientras que el temple con aceite sufre una deformación por contracción, con una deformación máxima de aproximadamente el 0,28%.Sin embargo, cuando el cambio en la velocidad de enfriamiento provoca un cambio en la transformación de fase de la pieza de trabajo, un aumento en la velocidad de enfriamiento no conduce necesariamente a un aumento en la deformación; a veces, en realidad puede reducir la deformación.Por ejemplo, cuando el acero de aleación con bajo contenido de carbono se contrae debido a la presencia de una gran cantidad de ferrita en el centro después del temple, aumentar la velocidad de enfriamiento del temple para obtener más bainita en el centro puede reducir eficazmente la deformación por contracción.Por el contrario, si la pieza de trabajo se hincha debido a la martensita obtenida en el centro después del enfriamiento, reducir la velocidad de enfriamiento para reducir la cantidad relativa de martensita en el centro también puede reducir el hinchamiento.El efecto de la velocidad de enfriamiento sobre la deformación por enfriamiento es un problema complejo, pero el principio es minimizar la velocidad de enfriamiento al mismo tiempo que se garantiza la microestructura y las propiedades requeridas.

La influencia del envejecimiento y el tratamiento en frío en la deformación del tratamiento térmico: en el caso de piezas de precisión y herramientas de medición, para mantener la precisión y la estabilidad dimensional durante el uso a largo plazo, a menudo es necesario someterse a un tratamiento en frío y revenido para hacer su estructura más estable.Por lo tanto, comprender las leyes de deformación del proceso de templado y el tratamiento en frío de las piezas durante el envejecimiento es de gran importancia para mejorar la calidad del tratamiento térmico de dichas piezas.El tratamiento en frío transforma la austenita residual en martensita, lo que provoca una expansión del volumen;El templado y el envejecimiento a baja temperatura, por un lado, promueven la precipitación de ∈ - carburos y la descomposición de la martensita, provocando una contracción del volumen, y por otro lado, provocan un cierto grado de relajación de la tensión, lo que resulta en una distorsión de la forma de la pieza de trabajo.La composición química del acero, la temperatura de revenido y la temperatura de envejecimiento son los principales factores que afectan la deformación en trabajo durante el proceso de envejecimiento.

Deformación de piezas de trabajo carburizadas: las piezas de trabajo carburizadas generalmente están hechas de acero con bajo contenido de carbono y acero de aleación con bajo contenido de carbono, con una estructura original de ferrita y una pequeña cantidad de perlita.De acuerdo con los requisitos de servicio de la pieza de trabajo, después de la carburación, la pieza de trabajo debe templarse directamente, enfriarse lentamente, recalentarse, templarse o templarse nuevamente.La pieza de trabajo cementada sufre deformación durante los procesos lentos de enfriamiento y templado después de la carburación debido a los efectos de las tensiones estructurales y térmicas.El tamaño y el patrón de deformación de la deformación dependen de factores como la composición química del acero cementado, la profundidad de la capa cementada, la forma geométrica y el tamaño de la pieza de trabajo y los parámetros del proceso de tratamiento térmico después de la cementación y la carburación.

Las piezas de trabajo se pueden dividir en partes delgadas, partes planas y partes cúbicas según sus dimensiones relativas de largo, ancho y alto (espesor).La longitud de una pieza delgada es mucho mayor que el tamaño de su sección transversal, la longitud y el ancho de una pieza plana son mucho mayores que su altura (grosor) y las dimensiones en las tres direcciones de un cubo no son significativamente diferentes.La tensión interna máxima durante el tratamiento térmico generalmente se genera en la dirección del tamaño máximo.Si esta dirección se denomina dirección de tensión dominante, las piezas de trabajo hechas de acero con bajo contenido de carbono y acero de aleación con bajo contenido de carbono generalmente exhiben deformación por contracción a lo largo de la dirección de tensión dominante cuando se forman ferrita y perlita en el núcleo después de la carburación y el enfriamiento lento o con aire. enfriamiento, con una tasa de deformación por contracción de aproximadamente 0,08-0,14%.A medida que aumenta el contenido de elementos de aleación en el acero y disminuye el tamaño de la sección transversal de la pieza de trabajo, la velocidad de deformación también disminuye e incluso se produce una deformación por hinchamiento.

Las varillas delgadas con diferencias significativas en el espesor de la sección transversal y formas asimétricas son propensas a deformarse por flexión después de la carburación y el enfriamiento por aire.La dirección de la deformación por flexión depende del material.La sección delgada de las piezas de trabajo carburadas de acero con bajo contenido de carbono con enfriamiento rápido suele ser cóncava en un lado.Sin embargo, para piezas de trabajo carburadas de acero de aleación baja en carbono con elementos de mayor aleación como 12CrN3A y 18CrMnTi, el lado de la sección delgada con enfriamiento rápido suele ser convexo.

Después de la cementación a temperaturas de 920-940 ° C, la fracción de masa de carbono en la capa cementada de piezas de trabajo hechas de acero con bajo contenido de carbono y acero aleado con bajo contenido de carbono aumenta a 0,6-1,0%.La austenita con alto contenido de carbono en la capa carburizada debe enfriarse por debajo de Ar1 (alrededor de 600 °C) durante el enfriamiento por aire o el enfriamiento lento antes de que comience a transformarse en perlita.La austenita baja en carbono en el centro comienza a precipitar ferrita alrededor de 900 ° C, y la austenita restante sufre descomposición eutectoide y transformación en perlita por debajo de la temperatura Ar1.Desde el subenfriamiento de la temperatura de cementación hasta la temperatura Ar1, la capa carburizada del componente eutectoide no experimentó transformación de fase, mientras que la austenita con alto contenido de carbono solo experimentó contracción térmica con la disminución de la temperatura.Al mismo tiempo, la austenita con bajo contenido de carbono en el centro se expandió debido al aumento en la proporción de volumen de precipitación de ferrita, lo que resultó en tensión de compresión en el centro y tensión de tracción en la capa carburizada.Debido a eventos cardíacos γ->α Durante la transformación, el efecto de la tensión de cambio de fase reduce su límite elástico, lo que lleva a una deformación por compresión en el centro.El acero de aleación baja en carbono tiene mayor resistencia y menor deformación plástica por compresión en el centro en las mismas condiciones.

Cuando las piezas cementadas con formas asimétricas se enfrían con aire, la contracción de la longitud de la línea de austenita en el lado con enfriamiento rápido es mayor que en el lado con enfriamiento lento, lo que resulta en tensión de flexión.Cuando la tensión de flexión es mayor que el límite elástico en el lado con enfriamiento lento, la pieza de trabajo se dobla hacia el lado con enfriamiento rápido.Para aceros de aleación con bajo contenido de carbono y alto contenido de elementos de aleación, la capa superficial después de la carburación tiene la composición de acero de aleación con alto contenido de carbono.Durante el enfriamiento por aire, el lado con enfriamiento rápido sufre una transformación de fase, formando una nueva fase con mayor dureza y mayor volumen específico de estructura.Por otro lado, la nueva fase formada lentamente debido al enfriamiento tiene menor dureza, lo que resulta en una deformación por flexión opuesta.

La ley de deformación por enfriamiento de piezas cementadas se puede analizar utilizando el mismo método.La temperatura de enfriamiento de las piezas carburadas suele ser de 800 a 820 °C.Durante el enfriamiento, la austenita con alto contenido de carbono en la capa cementada sufrirá una contracción térmica significativa cuando se enfríe desde la temperatura de cementación hasta el rango de temperatura del punto Ms.Al mismo tiempo, la austenita baja en carbono del centro se transformará en ferrita y perlita, bainita baja en carbono o martensita baja en carbono.Independientemente del tipo de tejido en el que se transforme, el corazón sufre una expansión de volumen debido a un aumento en el volumen específico del tejido, lo que genera una tensión interna significativa en la capa carburizada y en el corazón.En términos generales, en ausencia de enfriamiento rápido, debido al bajo límite elástico de los productos de transición de fase de ferrita y perlita en el núcleo, la deformación por contracción se produce en la dirección de la tensión dominante bajo la tensión de compresión por contracción térmica de la capa cementada.Cuando los productos de transformación de fase en el núcleo son una combinación de bainita de alta resistencia y bajo contenido de carbono y martensita con bajo contenido de carbono, la austenita superficial con alto contenido de carbono sufre deformación plástica bajo la acción de la tensión de expansión del núcleo, lo que resulta en una dirección de tensión dominante y expansión.

Con el aumento del contenido de carbono y del contenido de elementos de aleación en el acero cementado, la dureza del núcleo de las piezas cementadas aumenta después del enfriamiento y aumenta la tendencia a la expansión en la dirección de tensión dominante.Cuando la dureza del núcleo es 28-32HRC, la deformación por enfriamiento de la pieza cementada es muy pequeña.A medida que aumenta la dureza del corazón, aumenta la tendencia a la hinchazón y la deformación.Es obvio que factores como la mejora de la templabilidad de las piezas carburadas, que conducen a un aumento en la dureza del centro de las piezas carburadas, aumentarán la tendencia de las piezas carburadas a hincharse a lo largo de la dirección de tensión dominante.

La deformación de piezas de trabajo nitruradas: la nitruración puede mejorar eficazmente la dureza de la superficie y la resistencia a la fatiga de las piezas de trabajo y, hasta cierto punto, mejorar su resistencia a la corrosión.La temperatura de nitruración es relativamente baja, alrededor de 510-560 °C.Durante el proceso de nitruración de materiales de acero, el metal base no sufre transformación de fase, por lo que la deformación de la pieza nitrurada es relativamente pequeña.La nitruración es generalmente el proceso final del tratamiento térmico.Después de la nitruración, aparte de las piezas de trabajo de alta precisión, generalmente no se realizan otros tratamientos mecánicos.Por tanto, la nitruración se utiliza mucho para tratar piezas de precisión que requieren alta dureza y pequeña deformación.Sin embargo, la pieza nitrurada todavía sufre deformaciones.Debido a la infiltración de átomos de nitrógeno, aumenta el volumen específico de la capa nitrurada.Por tanto, la deformación más común de la pieza nitrurada es la expansión de la superficie de la pieza.La expansión de la capa nitrurada superficial se ve obstaculizada por el centro, y la superficie está sometida a esfuerzos de compresión, mientras que el centro está sujeto a esfuerzos de tracción.La magnitud de la tensión interna está influenciada por factores como el tamaño de la sección transversal de la pieza, el límite elástico del acero nitrurado, la concentración de nitrógeno y la profundidad de la capa nitrurada.Cuando el tamaño de la sección transversal de la pieza de trabajo es pequeño, la forma de la sección transversal es asimétrica y la temperatura del horno y la nitruración son desiguales, la pieza de trabajo nitrurada también producirá cambios dimensionales o distorsiones de forma, como deformación por flexión y deformación.

El patrón de deformación de las piezas del eje después de la nitruración es que el diámetro exterior se expande y la longitud se alarga.La expansión radial generalmente aumenta con el aumento del diámetro de la pieza de trabajo, pero la expansión máxima no supera los 0,055 mm.El alargamiento longitudinal es generalmente mayor que la expansión radial y su valor absoluto aumenta con la longitud del eje, pero no cambia proporcionalmente con la longitud del eje.La deformación de las piezas de trabajo con manguitos nitrurados depende del espesor de la pared.Cuando el espesor de la pared es delgado, tanto el diámetro interior como el exterior tienden a expandirse.A medida que aumenta el espesor de la pared, la expansión disminuye significativamente.Cuando el espesor de la pared es lo suficientemente grande, el diámetro interior tiende a encogerse.

En general, cuando el tamaño efectivo de la sección transversal de la pieza de trabajo es superior a 50 mm, el principal modo de deformación del tratamiento de nitruración es la expansión de la superficie.Pero a medida que el área de la sección transversal de la pieza de trabajo disminuye, cuando la relación entre el área de la sección transversal de la capa nitrurada y el área de la sección transversal central es mayor que 0,05 pero menor que 0,7, además de la expansión de la superficie, la deformación causada por También se debe considerar la tensión interna.La cantidad de deformación a lo largo de la dirección de tensión dominante de la pieza de trabajo se puede estimar aproximadamente usando fórmulas empíricas: Δ L= η （ Ν/Κ)％

Δ L: el aumento en la longitud de la dirección de tensión dominante.

η---- El coeficiente depende del material y de la forma de la sección transversal de la pieza nitrurada.

Ν------ El área de la sección transversal de la capa nitrurada.

Κ---- El área de la sección transversal del corazón.

Valor η de acero nitrurado de uso común: