Recoacerea(ANNEALING): ce este si cum functioneaza

Dacă citiți literatura tehnică despre aliajele de nichel, veți întâlni adesea termenul „recoacere” sau „recopt”. Dar ce înseamnă de fapt?

În cei mai simpli termeni, recoacerea este un proces comun de tratament termic aplicat metalelor, inclusiv aliajelor de nichel, scopul fiind acela de a înmuia metalul, de a reduce stresul și de a crește ductilitatea după ce a fost prelucrat la rece. În această postare, vom arunca o privire detaliată asupra diferitelor tipuri de proces de recoacere, cum sunt efectuate și de ce ar putea fi necesare.

(RE)CRISTALIZAREA ESTE CHEIA

Fiecare metal are o temperatură peste care se va recristaliza. Aceasta înseamnă că în material se formează granule complet noi, vindecându-l efectiv de efectele oricărui stres pe care l-ar fi putut suferi. Atunci când un metal este prelucrat sub acest prag – de exemplu, prin prelucrare la temperatura camerei – va absorbi inevitabil stresul și va deveni mai dur și mai fragil. Cu excepția cazului în care efectele acestei tensiuni sunt inversate cel puțin într-o anumită măsură, atunci o componentă realizată din acest metal este probabil să se defecteze mult mai devreme atunci când este supusă unei sarcini ciclice, în special la temperaturi extreme.

Acesta este un risc deosebit cu aliajele de nichel, deoarece acestea au de obicei o temperatură de recristalizare mai mare decât metalele pure. Aceste aliaje sunt adesea alese pentru aplicații critice datorită proprietăților lor mecanice și chimice remarcabile și rezistenței la diferite forme de coroziune, chiar și în medii dure și fierbinți. Cu toate acestea, prelucrarea la rece le poate reduce durata de viață, cu excepția cazului în care pot fi readuse la starea anterioară și pot fi mai puțin fragile și mai ductile. Recoacerea este o modalitate eficientă de a face acest lucru și veți găsi adesea aliaje de vânzare în starea lor recoaptă.

CUM SE FACE RECOACEREA?

Specificul va varia în funcție de aliajul pe care îl alegeți, dar principiul este unul simplu. Un metal este recopt prin încălzirea lui la un punct deasupra temperaturii sale de recristalizare, dar sub punctul său de topire. Aceasta se numește etapa de recuperare, deoarece reînnoiește eficient aliajul și înlătură efectele prelucrării la rece.

Metalul este apoi menținut la această temperatură pentru o perioadă stabilită de timp, până când procesul de recristalizare a avut loc la un nivel satisfăcător. Până la sfârșitul timpului, materialul ar fi trebuit să-și recapete o mare parte din ductilitatea anterioară, devenind mai ușor de prelucrat și mult mai puțin vulnerabil la defecțiuni.

În a treia și ultima etapă, metalul suferă o răcire controlată pentru a permite noilor granule să se dezvolte complet. Acesta poate fi un proces lent sau poate fi realizat rapid, în funcție de compoziția specifică și de caracteristicile aliajului. De exemplu, aliajele care se întăresc prin precipitare sunt de obicei răcite rapid.

TIPURI DE COACERE

În timp ce procesul este același în linii mari, recoacerea poate fi făcută în moduri diferite pentru a obține rezultate diferite. Tipul ales va depinde și de materialul tratat termic și de aplicația pentru care va fi folosit. Iată doar trei dintre cele mai comune tipuri.

Recoacere completă: Acest proces de recoacere „clasic” asigură că metalul tratat devine cât mai moale și ductil posibil. Cheia pentru recoacere completă este lăsarea metalului să se răcească lent în cuptor, fie prin oprirea lui, fie prin reducerea temperaturii sale în etape. Aceasta înseamnă că recoacere completă este un proces care necesită timp, este relativ costisitor, si poate dura peste treizeci de ore. Din acest motiv, de obicei este efectuata numai dacă este nevoie de ductilitate maximă.

Recoacere izotermă: Ca și recoacerea completă, scopul recoacerii izoterme este, de asemenea, de a obține cea mai bună ductilitate posibilă și de a repara stresul la nivel microstructural. Metalul este încălzit peste pragul de recristalizare, apoi răcit rapid la aproximativ 650°C, unde este menținut la o temperatură constantă pentru un timp stabilit. Când timpul expiră, metalul este scos din cuptor și lăsat să se răcească cu aer. Recoacere izotermă este un proces mult mai rapid în comparație cu recoacere completă, de obicei durează aproximativ patru ore, în funcție de material. Cu toate acestea, nu este potrivit pentru piese de mari dimensiuni.

Reducerea stresului

Recoacerea completă și izotermă schimbă microstructura metalului și îi modifică proprietățile, vindecând eficient metalul din interior spre exterior. Scopul reducerii tensiunii, în schimb, este doar acela de a repara și atenua solicitările cauzate de prelucrare, tăiere și alte forme de manipulare fără a modifica substanțial materialul în sine. Aducerea încet a metalului la o anumită temperatură și apoi menținerea lui acolo timp de două până la patru ore este de obicei suficientă pentru a face acest lucru. Metalul este apoi răcit lent pentru a termina procesul.

Avantajele recoacerii

Dacă achiziționați aliaje de nichel pentru proiectul sau aplicația dvs., este important să acordați atenție dacă un aliaj a fost recopt. Aliajele de nichel sunt adesea vândute în forma lor recoaptă pentru motivul excelent că sunt mai dure și mai rezistente, fiind în același timp mai ușor de prelucrat.
Un aliaj recoapt va fi mai puțin fragil și mult mai puțin predispus la defecțiuni, maximizând durata de viață, sporind siguranța și reducând atât costul, cât și timpul de nefuncționare implicat în înlocuirea regulată a componentelor. Dacă achiziționați material pentru o aplicație critică, în special pentru solicitare ciclică prelungită la temperaturi ridicate, este adesea o idee bună fie să cumpărați materialul în forma lui recoaptă, fie să planificați să recoaceti produsul finit inainte de utilizare. Acest lucru este valabil mai ales dacă metalul trebuie prelucrat de mai multe ori sau a fost deja expus la temperaturi ridicate – de exemplu, în timpul procesului de sudare.
Pe lângă restabilirea ductilității și repararea stresului, recoacerea poate, de asemenea, să mărească caracteristicile magnetice ale unui aliaj și să-i îmbunătățească proprietățile electrice. În funcție de metoda aleasă, perioada de răcire implicată poate face din recoacere un proces lung și costisitor. Cu toate acestea, beneficiile depășesc de obicei orice dezavantaje.