L'objectiu del tractament tèrmic és millorar les propietats mecàniques de les canonades d'acer i les canonades d'acer de precisió, eliminar les tensions residuals i millorar la mecanització dels metalls d'acer. Segons els objectius específics, els processos de tractament tèrmic es poden classificar a grans trets en dues categories: tractament tèrmic preparatori i tractament tèrmic final.
Tractament tèrmic preparatori
L'objectiu del tractament tèrmic preparatori és millorar la treballabilitat, eliminar les tensions internes i preparar una estructura metal·lúrgica favorable per al tractament tèrmic final. Els processos implicats inclouen el recuit, la normalització, l'envelliment i l'extinció i el tremp.
(1) Recuit i Normalització
El recuit i la normalització s'apliquen als blancs treballats en calent. Els acers al carboni i els acers aliats amb un contingut de carboni superior al 0,5% sovint es recuit per reduir la seva duresa i facilitar el tall. Per contra, els que tenen un contingut de carboni inferior al 0,5% es normalitzen per evitar una suavitat excessiva que pot provocar que l'eina s'enganxi durant el tall. El recuit i la normalització també perfeccionen les estructures de gra, homogeneïtzen les microestructures i preparen el material per als tractaments tèrmics posteriors. Aquests processos es realitzen normalment després de la fabricació en brut i abans del mecanitzat en brut.
(2) Tractament de l'envelliment
El tractament d'envelliment s'utilitza principalment per eliminar les tensions internes generades durant la fabricació i el mecanitzat en brut. Per a peces que requereixen una precisió general, n'hi ha prou amb un sol tractament d'envelliment abans de l'acabat per evitar un transport excessiu. No obstant això, per a peces amb requisits de precisió més alts (com ara la caixa d'una màquina de mandrinar coordinada), poden ser necessaris dos o més tractaments d'envelliment. Les peces simples generalment no requereixen tractament d'envelliment.
A part de les peces de fosa, les peces de precisió amb poca rigidesa (per exemple, els cargols de precisió) sovint se sotmeten a múltiples tractaments d'envelliment entre mecanitzat en brut i semiacabat per eliminar les tensions internes i estabilitzar la precisió del processament. Algunes parts axials també requereixen un tractament d'envelliment després de l'alineació.
(3) Temprament i temperat
L'extinció i el tremp consisteixen en un tremp seguit d'un tremp a alta temperatura. Aquest procés produeix una estructura de sorbita temperada uniforme i de gra fi, preparant el material per a una deformació reduïda durant el tremp i la nitruració posteriors de la superfície. Així, el tremp i el tremp també poden servir com a tractament tèrmic preparatori.
A causa de les seves excel·lents propietats mecàniques completes, el tremp i el tremp també es poden utilitzar com a tractament tèrmic final per a peces amb requisits moderats de duresa i resistència al desgast.
Tractament tèrmic final
L'objectiu del tractament tèrmic final és millorar les propietats mecàniques com ara la duresa, la resistència al desgast i la resistència.
(1) Aparat
L'extinció pot ser una extinció superficial o mitjançant l'extinció. L'extinció superficial s'utilitza àmpliament a causa de la mínima deformació, oxidació i descarburació. Ofereix una alta resistència externa, una bona resistència al desgast i manté una bona tenacitat interna i resistència a l'impacte. Per millorar les propietats mecàniques de les peces temperades en superfície, sovint es realitzen prèviament tractaments tèrmics preparatoris com el tremp i el tremp o la normalització. El flux típic del procés és: tall → forja → normalització (o recuit) → mecanitzat en brut → trempat i tremp → mecanitzat semiacabat → trempat de superfície → mecanitzat d'acabat.
(2) Carburació i trempat
La carburació i el tret són adequats per a acers de baix carboni i de baix aliatge. Aquest procés augmenta el contingut de carboni de la superfície de la peça, donant lloc a una gran duresa de la superfície després de l'extinció, mentre que el nucli conserva una força moderada, una gran tenacitat i plasticitat. La carburació pot ser total o parcial, i aquesta última requereix mesures anti-carburació (per exemple, recobriments de coure o anti-carburització) per a zones no carburitzades. A causa d'una deformació important i d'una profunditat de cementació normalment entre 0,5 i 2 mm, el procés de cementació es programa generalment entre el semiacabat i el mecanitzat d'acabat.
El flux típic del procés és: tall → forja → normalització → mecanitzat en brut i semiacabat → cementació i trempada → mecanitzat d'acabat.
Quan la porció no cementada d'una peça parcialment cementada s'amplia per permetre l'eliminació de l'excés de capes cementades, aquest pas d'eliminació s'ha de produir després de la cementació, però abans de l'extinció.
(3) Nitruració
La nitruració consisteix a infiltrar àtoms de nitrogen a la superfície metàl·lica per formar una capa de compostos nitrogenats. La capa nitrurada millora la duresa superficial de la peça, la resistència al desgast, la resistència a la fatiga i la resistència a la corrosió. Com que la nitruració funciona a temperatures baixes amb una deformació mínima i produeix una capa fina (normalment no més de 0.6-0,7 mm), el procés de nitruració s'ha de programar el més tard possible. Per minimitzar la deformació durant la nitruració, normalment es realitza un tremp a alta temperatura que alleuja l'estrès després del tall.
