Tratamiento de solución: un proceso de tratamiento térmico
Servicios de Tratamiento Térmico para Aceros Inoxidables y Aleaciones Metálicas
El tratamiento de solución se refiere a un proceso de tratamiento térmico en el que la aleación se calienta a una región monofásica de alta temperatura para mantener la temperatura, de modo que el exceso de fase se disuelva completamente en la solución sólida y luego se enfríe rápidamente para obtener una solución sólida supersaturada.
Debido a que su proceso de operación es similar al enfriamiento, también se le llama "endurecimiento por solución". Es adecuado para aleaciones con solución sólida ya que la matriz y la solubilidad cambian mucho con el cambio de temperatura. Generalmente, es un tratamiento térmico preliminar, y su función es preparar las mejores condiciones para el tratamiento térmico posterior.
El tratamiento de solución calienta la aleación a una temperatura específica, mantiene esa temperatura el tiempo suficiente para llevar uno o más componentes a una solución sólida y luego se enfría rápidamente para mantener las propiedades de la solución. El recocido es un tratamiento de solución comúnmente utilizado, a veces denominado recocido de solución.
El recocido de solución también es un proceso de tratamiento térmico común para muchas familias de metales diferentes. El recocido de solución puede ser necesario para aceros inoxidables, aleaciones de aluminio, superaleaciones a base de níquel, aleaciones de titanio y algunas aleaciones a base de cobre.
El propósito del recocido en solución es disolver cualquier precipitado presente en el material y transformar el material en una estructura monofásica a la temperatura de recocido en solución. Al final del proceso de recocido en solución, el material se enfría rápidamente a temperatura ambiente para evitar cualquier precipitación durante el enfriamiento a través del rango de temperatura más bajo. Los materiales recocidos en solución monofásicos estarán en un estado blando después del procesamiento.
Específicamente, mientras que las aleaciones comunes, como el hierro, el níquel, el cobalto y el aluminio, generalmente se tratan en solución de alguna manera antes de la fabricación, otros materiales, como el acero inoxidable, requieren un tratamiento en solución en un horno de vacío porque eliminan los gases atmosféricos y, por lo tanto, evitan la oxidación. Después del recocido y el enfriamiento rápido, el endurecimiento por precipitación es el próximo paso común en el proceso de tratamiento térmico. La microestructura monofásica creada durante el proceso de recocido en solución se requiere antes del endurecimiento por envejecimiento para que solo los precipitados formados durante el proceso de endurecimiento por envejecimiento estén presentes en el producto final. La composición, tamaño y cantidad de estos precipitados formados durante el envejecimiento determinarán la dureza, resistencia y propiedades mecánicas del producto final después del envejecimiento. Para cumplir con todos estos requisitos, es fundamental un tratamiento de solución adecuado de la estructura antes del envejecimiento.
Ventajas del tratamiento térmico de solución.
Este proceso se lleva a cabo para aumentar la resistencia a la tracción de las aleaciones no ferrosas, convertirlas en una solución sólida y controlar la tasa de cambio estructural de regreso a su mezcla mecánica. En este tratamiento térmico, la aleación se calienta a una temperatura específica por debajo del punto de fusión del material y luego se apaga o se enfría rápidamente. La solución sólida obtenida durante el calentamiento permanece estable debido al proceso de enfriamiento. En este punto, se lleva a cabo el envejecimiento y el endurecimiento por precipitación (procesos que ayudan a que el material de la aleación cambie o salga de la solución sólida) para garantizar que la aleación no cambie su estructura original con el tiempo. El envejecimiento le da a la estructura de grano final en el metal una mayor resistencia a la tracción que su estado original. En conclusión, esta forma endurecida conserva la memoria metálica y las propiedades elásticas del material sin riesgo de contaminación superficial del producto.
Ejemplo:
Tratamiento térmico de fundiciones de acero inoxidable
Use un tratamiento de solución para ablandar piezas de fundición de acero inoxidable. Generalmente, las fundiciones de acero inoxidable se calientan a aproximadamente 950-1150 °C y se mantienen durante un período de tiempo, el propósito es disolver completa y uniformemente los carburos y varios elementos de aleación en austenita, y luego templar y enfriar rápidamente. Los elementos de aleación como el carbono tardan demasiado en precipitar y se obtiene una estructura de austenita pura.
Ventajas del tratamiento de disolución de las piezas fundidas de acero inoxidable
1. Haga que la estructura y la composición de las piezas fundidas de acero inoxidable sean uniformes, lo cual es especialmente importante para las materias primas, porque la temperatura de vertido y la velocidad de enfriamiento son diferentes, lo que da como resultado una microestructura inconsistente. A medida que aumenta la temperatura, la actividad atómica se intensifica, la fase σ se disuelve y la composición química tiende a ser uniforme. Se obtiene una estructura monofásica uniforme después de un enfriamiento rápido.
2. Elimina el endurecimiento y facilita el procesamiento posterior. A través del tratamiento de solución, se recupera la red distorsionada, se recristalizan los granos alargados y rotos y se alivia la tensión interna. La resistencia a la tracción de las piezas fundidas de acero inoxidable disminuye y aumenta el alargamiento.
3. Restaurar la resistencia a la corrosión inherente de las piezas fundidas de acero inoxidable. La resistencia a la corrosión del acero inoxidable después de la fundición de inversión disminuye. Después del tratamiento con solución, la resistencia a la corrosión de las piezas fundidas de acero inoxidable volvió a su mejor estado.
Para las fundiciones de acero inoxidable, los principales factores del tratamiento de solución son: temperatura, tiempo de retención y velocidad de enfriamiento.
