Le variazioni di volume e forma del pezzo durante il trattamento termico sono causate dall'espansione del volume causata dalla variazione di volume specifica durante la trasformazione strutturale dell'acciaio, nonché dalla deformazione plastica causata dallo stress del trattamento termico.Pertanto, maggiore è lo stress da trattamento termico e più irregolare è la trasformazione di fase, maggiore è la deformazione, e viceversa.Per ridurre la deformazione, è necessario compiere sforzi per ridurre lo stress da tempra e migliorare la resistenza allo snervamento dell'acciaio.

L'influenza della composizione chimica sulla deformazione del trattamento termico

La composizione chimica dell'acciaio influenza la deformazione del trattamento termico dei pezzi influenzando il carico di snervamento, il punto Ms, la temprabilità, il volume specifico della microstruttura e il contenuto residuo di austenite dell'acciaio.

Il contenuto di carbonio dell'acciaio influenza direttamente il volume specifico delle varie microstrutture ottenute dopo il trattamento termico (il rapporto tra volume specifico di diverse microstrutture a temperatura ambiente e contenuto di carbonio - in breve, il rapporto tra contenuto di carbonio dell'acciaio al carbonio e punto Ms e austenite residua - abbreviato).All’aumentare del contenuto di carbonio dell’acciaio, aumenta il volume della martensite e aumenta la resistenza allo snervamento.L'aumento della temprabilità e del volume specifico della martensite aumenta lo stress e la deformazione da trattamento termico della microstruttura temperata.L’aumento del contenuto residuo di austenite e del limite di snervamento riduce la variazione di volume specifico, portando ad una diminuzione dello stress tissutale e ad una riduzione della deformazione del trattamento termico.L'influenza del contenuto di carbonio sulla deformazione dei pezzi durante il trattamento termico è il risultato dell'effetto combinato dei fattori contraddittori sopra menzionati.

L'influenza del contenuto di carbonio sulla variazione di volume durante la tempra(dimensione del campione: ￠25 * 100)

La tendenza alla deformazione da tempra del campione di acciaio 08 è quella di accorciare la lunghezza, aumentare il diametro al centro del campione e ridurre il diametro all'estremità, formando una forma a tamburo.Questo perché sebbene il punto Ms dell'acciaio a basso tenore di carbonio sia elevato, quando avviene la trasformazione martensitica, il carico di snervamento dell'acciaio è basso, la plasticità è buona ed è facile da deformare.Tuttavia, a causa del piccolo volume di martensite, lo stress tissutale non è elevato e non causerà grandi deformazioni plastiche.Al contrario, la deformazione causata dallo stress termico è relativamente grande e alla fine si manifesta come deformazione da stress termico.

La sollecitazione della microstruttura è diventata il fattore dominante che ha causato la deformazione nel campione di acciaio 55, con conseguente riduzione del diametro medio, aumento del diametro finale e aumento della lunghezza.

Quando la frazione in massa del carbonio aumenta ulteriormente oltre lo 0,8%, a causa della diminuzione del punto Ms e dell'aumento del contenuto residuo di austenite, la sua deformazione diventa una deformazione di tipo stress termico con lunghezza ridotta e diametro aumentato.E a causa dell'aumento del limite di snervamento dell'acciaio ad alto tenore di carbonio, la sua deformazione è inferiore a quella dell'acciaio a medio carbonio.Per l'acciaio al carbonio, nella maggior parte dei casi, la deformazione dell'acciaio T7A è la più piccola.Quando la frazione in massa del carbonio è maggiore dello 0,7%, tende a ridursi;Ma quando la frazione di massa del carbonio è inferiore allo 0,7%, sia il diametro interno che quello esterno tendono ad espandersi.

In generale, in caso di tempra completa, a causa del punto Ms più elevato dell'acciaio al carbonio rispetto a quello legato, la sua trasformazione martensitica inizia a temperature più elevate.A causa della buona plasticità dell'acciaio a temperature più elevate e del limite di snervamento relativamente basso dell'acciaio al carbonio stesso, le parti in acciaio al carbonio con fori interni (o cavità) tendono a deformarsi maggiormente e i fori interni (o cavità) tendono a gonfiarsi.A causa della sua elevata resistenza, del basso punto Ms e dell'elevato contenuto di austenite residua, l'acciaio legato presenta una deformazione da tempra relativamente piccola, che si manifesta principalmente come deformazione da stress termico, e i suoi fori interni (o cavità) tendono a restringersi.Pertanto, quando temprati nelle stesse condizioni dei pezzi in acciaio a medio carbonio, acciaio ad alto tenore di carbonio e acciaio ad alta lega, spesso subiscono principalmente un ritiro del foro interno.

L'influenza degli elementi di lega sulla deformazione del trattamento termico dei pezzi si riflette principalmente nella loro influenza sul punto Ms e sulla temprabilità dell'acciaio.La maggior parte degli elementi di lega, come manganese, cromo, silicio, nichel, molibdeno, boro, ecc., abbassano il punto Ms dell'acciaio, aumentano la quantità di austenite residua, riducono la variazione di volume specifico e lo stress microstrutturale durante la tempra, e quindi riducono la deformazione da raffreddamento del pezzo.Gli elementi di lega migliorano significativamente la temprabilità dell'acciaio, aumentando così la deformazione del volume e lo stress strutturale dell'acciaio, portando ad un aumento della tendenza alla deformazione del trattamento termico del pezzo.Inoltre, grazie alla migliore temprabilità dell'acciaio da parte degli elementi di lega, la velocità critica di raffreddamento dell'estinzione è ridotta.Nella produzione effettiva, è possibile utilizzare un mezzo di tempra delicato, riducendo così lo stress termico e la deformazione del pezzo in lavorazione durante il trattamento termico.Il silicio ha poco effetto sul punto Ms e ha solo un effetto riducente sulla deformazione del campione.Il tungsteno e il vanadio hanno poco effetto sulla temprabilità e sul punto Ms e hanno poco effetto sulla deformazione del pezzo durante il trattamento termico.Pertanto, il cosiddetto acciaio microdeformato nell'industria contiene una grande quantità di elementi di lega come silicio, tungsteno e vanadio.

Influenza dell'organizzazione originaria e dello stato tensionale sulla deformazione da trattamento termico

La struttura originale del pezzo prima della tempra, come la morfologia, le dimensioni, la quantità e la distribuzione dei carburi, la segregazione degli elementi di lega e la direzione delle fibre formate dalla forgiatura e dalla laminazione, hanno tutti un certo impatto sulla deformazione del trattamento termico del pezzo .La perlite sferica ha un volume maggiore e una resistenza maggiore rispetto alla perlite in scaglie, quindi la deformazione da raffreddamento del pezzo dopo il trattamento di pre-sferoidizzazione è relativamente piccola.Per alcuni acciai per utensili legati ad alto contenuto di carbonio, come l'acciaio 9Mn2V, CrWMn e GCr15, il livello di sferoidizzazione ha un impatto significativo sulla correzione della fessurazione da deformazione del trattamento termico e della deformazione da tempra, e di solito è consigliabile utilizzare un livello sferoidale di 2,5-5 struttura.L'estinzione e il rinvenimento non solo riducono il valore assoluto della deformazione del pezzo, ma rendono anche più regolare la deformazione dell'estinzione del pezzo, il che è vantaggioso per il controllo della deformazione.

La distribuzione dei metalli duri in nastro ha un impatto significativo sulla deformazione del trattamento termico dei pezzi.Dopo la tempra, il pezzo si espande parallelamente alla direzione della striscia di carburo e si restringe nella direzione perpendicolare alla striscia di carburo.Quanto più grosse sono le particelle di metallo duro, tanto maggiore è l'espansione in direzione del nastro.Per gli acciai martensitici come l'acciaio di tipo Cr12 e l'acciaio rapido, la morfologia e la distribuzione dei carburi hanno un impatto particolarmente significativo sulla deformazione da tempra.A causa del piccolo coefficiente di dilatazione termica dei carburi, che rappresenta circa il 70% della matrice, durante il riscaldamento, i carburi con minore espansione lungo la direzione del nastro inibiscono l'allungamento della matrice, mentre durante il raffreddamento, i carburi con minore ritiro ostacolano la ritiro della matrice.A causa della temperatura di riscaldamento lenta dell'austenitizzazione, l'effetto inibitorio dei carburi sull'espansione basica è debole.Pertanto, l'effetto direzionale dei carburi distribuiti in strisce sulla deformazione da raffreddamento e riscaldamento dei pezzi è relativamente piccolo.Tuttavia, durante la tempra e il raffreddamento, a causa della rapida velocità di raffreddamento, l'effetto inibitorio dei carburi sul ritiro della matrice aumenta, determinando un allungamento significativo lungo la direzione delle strisce di carburo dopo la tempra.

I materiali che sono stati laminati e forgiati mostrano diversi comportamenti di deformazione del trattamento termico lungo diverse direzioni delle fibre.La differenza nella variazione dimensionale lungo le direzioni longitudinale e trasversale è relativamente piccola per i campioni normalizzati con orientamento delle fibre poco chiaro.Quando è presente una struttura a bande chiare nel campione ricotto, le variazioni di dimensione lungo la direzione delle fibre e perpendicolarmente alla direzione delle fibre sono significativamente diverse.Quando il rapporto di forgiatura è elevato e la direzione delle fibre è ovvia, la velocità di variazione delle dimensioni del provino longitudinale lungo la direzione delle fibre è maggiore di quella del provino trasversale perpendicolare alla direzione delle fibre.

Quando sono presenti carburi di rete nell'acciaio ipereutettoidico, una grande quantità di carbonio e di elementi di lega si arricchiscono vicino ai carburi di rete.Nelle aree lontane dalla rete di carburi, il carbonio e gli elementi di lega sono inferiori, con conseguente aumento dello stress da tempra sulla microstruttura, aumento della deformazione da tempra e persino fessurazioni.Pertanto la rete di carburi presente negli acciai ipereutettoidici deve essere eliminata mediante opportuno pretrattamento termico.

Inoltre, la segregazione macroscopica dei lingotti di acciaio spesso provoca una segregazione quadrata sulla sezione trasversale del materiale di acciaio, che spesso porta a una deformazione da raffreddamento non uniforme delle parti a forma di disco.In breve, più uniforme è la struttura originale del pezzo, minore è la deformazione del trattamento termico, più regolare è la deformazione e più facile è da controllare.

Lo stato tensionale del pezzo stesso prima della tempra ha un impatto significativo sulla deformazione.Soprattutto per pezzi con forme complesse che sono stati sottoposti a taglio ad alta velocità di avanzamento, se lo stress residuo non viene eliminato, ha un impatto significativo sulla deformazione da tempra.

L'influenza della geometria del pezzo sulla deformazione del trattamento termico

I pezzi con forme geometriche complesse e forme di sezione trasversale asimmetriche, come alberi con sedi per chiavetta, frese per chiavetta, pezzi a forma di torre, ecc., subiscono un raffreddamento irregolare quando raffreddati e raffreddati, con un lato che dissipa il calore rapidamente e l'altro lato che dissipa il calore lentamente.Se la deformazione causata da un raffreddamento non uniforme sopra Ms è dominante, il lato con raffreddamento più veloce è concavo.Se la deformazione causata da un raffreddamento non uniforme al di sotto di Ms è dominante, il lato con raffreddamento più rapido è convesso.Aumentare il tempo isotermico, aumentare la variabile di trasformazione della bainite, rendere più stabile l'austenite residua, ridurre la quantità di trasformazione della martensite nel raffreddamento ad aria, può ridurre significativamente la deformazione del pezzo.

L'influenza dei parametri di processo sulla deformazione del trattamento termico

Che si tratti di un trattamento termico convenzionale o di un trattamento termico speciale, può verificarsi una deformazione del trattamento termico.Quando si analizza l'influenza dei parametri del processo di trattamento termico sulla deformazione del trattamento termico, la cosa più importante è analizzare gli effetti dei processi di riscaldamento e raffreddamento.I parametri principali del processo di riscaldamento sono l'uniformità del riscaldamento, la temperatura di riscaldamento e la velocità di riscaldamento.I parametri principali del processo di raffreddamento sono l'uniformità del raffreddamento e la velocità di raffreddamento.L'impatto di un raffreddamento non uniforme sulla deformazione da raffreddamento è lo stesso di quello causato dalla forma asimmetrica della sezione trasversale del pezzo.Questa sezione discute principalmente l'influenza di altri parametri di processo.

Deformazione causata da un riscaldamento non uniforme: un'eccessiva velocità di riscaldamento, una temperatura non uniforme nell'ambiente di riscaldamento e un funzionamento inadeguato del riscaldamento possono causare un riscaldamento non uniforme del pezzo.Il riscaldamento non uniforme ha un impatto significativo sulla deformazione di pezzi sottili o sottili.Il termine riscaldamento non uniforme qui non si riferisce all'inevitabile differenza di temperatura tra la superficie e il centro del pezzo durante il processo di riscaldamento, ma si riferisce specificamente al gradiente di temperatura in varie parti del pezzo dovuto a vari motivi.Per ridurre la deformazione causata da un riscaldamento non uniforme, per pezzi in acciaio altolegato con forme complesse o scarsa conduttività termica, è necessario utilizzare il riscaldamento lento o il preriscaldamento.Tuttavia, va sottolineato che, sebbene un riscaldamento rapido, può portare ad un aumento della deformazione dei pezzi ad asse lungo e delle parti sagomate a piastra sottile.Tuttavia, per i pezzi con deformazione prevalentemente volumetrica, il riscaldamento rapido spesso gioca un ruolo nel ridurre la deformazione.Questo perché quando solo la parte lavorante del pezzo richiede tempra e rafforzamento, il riscaldamento rapido può mantenere il centro del pezzo in uno stato di bassa temperatura e alta resistenza e la parte lavorante può raggiungere la temperatura di tempra.Questo nucleo ad alta resistenza può prevenire una deformazione significativa del pezzo dopo la tempra e il raffreddamento.Inoltre, il riscaldamento rapido può utilizzare temperature di riscaldamento più elevate mentre tempi di riscaldamento e isolamento più brevi possono ridurre la deformazione causata dal peso del pezzo durante soggiorni prolungati ad alte temperature.Il riscaldamento rapido raggiunge la temperatura di transizione di fase solo sulla superficie e nelle aree locali del pezzo, il che riduce di conseguenza l'effetto di variazione di volume dopo lo spegnimento, il che è vantaggioso anche per ridurre la deformazione da spegnimento.

L'influenza della temperatura di riscaldamento sulla deformazione - La temperatura di riscaldamento di raffreddamento influisce sulla deformazione di raffreddamento modificando la differenza di temperatura durante il raffreddamento di raffreddamento, modificando la temprabilità, il punto Ms e la quantità di austenite residua.L'aumento della temperatura di riscaldamento di raffreddamento aumenta il contenuto residuo di austenite, abbassa il punto Ms, riduce la deformazione causata dallo stress strutturale e tende a restringere la cavità del foro dei pezzi del tipo a manicotto.Tuttavia, d'altro canto, l'aumento della temperatura di riscaldamento di raffreddamento migliora la temprabilità, aumenta la differenza di temperatura durante il raffreddamento di raffreddamento, aumenta lo stress termico e tende a causare l'espansione del foro interno.La pratica ha dimostrato che per i pezzi in acciaio a basso tenore di carbonio, se il foro interno si restringe dopo il raffreddamento a temperatura di riscaldamento normale, l'aumento della temperatura di riscaldamento di raffreddamento comporterà un maggiore ritiro.Per ridurre il ritiro, la temperatura di riscaldamento di raffreddamento dovrebbe essere abbassata;Per i pezzi realizzati in acciaio legato a medio carbonio, se il foro interno si espande dopo lo spegnimento a temperatura di riscaldamento normale, l'aumento della temperatura di riscaldamento di spegnimento causerà una maggiore espansione.Per ridurre la dilatazione della cavità del foro è inoltre necessario abbassare la temperatura di riscaldamento di raffreddamento.Per gli acciai per stampi altolegati di tipo Cr12, l'aumento della temperatura di riscaldamento di raffreddamento porta ad un aumento del contenuto residuo di austenite e ad una tendenza a ridurre la dimensione dei pori.

L'effetto della velocità di raffreddamento della tempra sulla deformazione - In generale, quanto più intenso è il raffreddamento della tempra, tanto maggiore è la differenza di temperatura tra l'interno e l'esterno del pezzo e le diverse parti (parti con diverse dimensioni della sezione trasversale), maggiore è lo stress interno generato , portando ad un aumento della deformazione del trattamento termico.La deformazione dei campioni di acciaio per stampi a caldo (150 di lunghezza * 100 di larghezza * 50 di altezza) dopo tempra e rinvenimento a diverse velocità di raffreddamento.La velocità di raffreddamento dei tre mezzi è la più rapida con il raffreddamento ad olio, seguita dal raffreddamento a bagno caldo e la più lenta con il raffreddamento ad aria.Dopo essere stato raffreddato a tre diverse velocità di raffreddamento, la lunghezza e la larghezza del pezzo tendono a restringersi, con una differenza minima nell'entità della deformazione;Tuttavia, la deformazione causata dal raffreddamento ad aria e dalla tempra in bagno caldo con velocità di raffreddamento lenta nella direzione dello spessore è molto minore, con un'espansione di deformazione dello 0,05%, mentre la tempra in olio subisce una deformazione da ritiro, con una deformazione massima di circa lo 0,28%.Tuttavia, quando la variazione della velocità di raffreddamento provoca un cambiamento nella trasformazione di fase del pezzo, un aumento della velocità di raffreddamento non porta necessariamente ad un aumento della deformazione, a volte può effettivamente ridurre la deformazione.Ad esempio, quando l'acciaio legato a basso tenore di carbonio subisce un ritiro dovuto alla presenza di una grande quantità di ferrite al centro dopo la tempra, l'aumento della velocità di raffreddamento della tempra per ottenere più bainite al centro può ridurre efficacemente la deformazione da ritiro.Al contrario, se il pezzo si gonfia a causa della martensite ottenuta al centro dopo la tempra, anche la riduzione della velocità di raffreddamento per ridurre la quantità relativa di martensite al centro può ridurre il rigonfiamento.L'effetto della velocità di raffreddamento sulla deformazione da raffreddamento è un problema complesso, ma il principio è quello di ridurre al minimo la velocità di raffreddamento garantendo la microstruttura e le proprietà richieste.

L'influenza dell'invecchiamento e del trattamento a freddo sulla deformazione del trattamento termico - Per le parti di precisione e gli strumenti di misura, al fine di mantenere la precisione e la stabilità dimensionale durante l'uso a lungo termine, è spesso necessario sottoporsi a trattamento a freddo e rinvenimento per rendere la loro struttura più stabile.Pertanto, comprendere le leggi di deformazione del processo di rinvenimento e del trattamento a freddo sui pezzi durante l'invecchiamento è di grande importanza per migliorare la qualità del trattamento termico di tali pezzi.Il trattamento a freddo trasforma l'austenite residua in martensite, determinando un'espansione di volume;Il rinvenimento e l'invecchiamento a bassa temperatura, da un lato, favoriscono la precipitazione di ∈ - carburi e la decomposizione della martensite, causando una contrazione del volume, e dall'altro provocano un certo grado di rilassamento dello stress, con conseguente distorsione della forma del pezzo.La composizione chimica dell'acciaio, la temperatura di rinvenimento e la temperatura di invecchiamento sono i principali fattori che influenzano la deformazione durante il processo di invecchiamento.

Deformazione dei pezzi cementati - I pezzi cementati sono generalmente realizzati in acciaio a basso tenore di carbonio e acciaio legato a basso tenore di carbonio, con una struttura originale di ferrite e una piccola quantità di perlite.In base ai requisiti di servizio del pezzo, dopo la carburazione, il pezzo deve essere raffreddato direttamente, raffreddato lentamente, riscaldato, raffreddato o nuovamente raffreddato.Il pezzo cementato subisce deformazioni durante i processi lenti di raffreddamento e tempra di cementazione dopo la cementazione a causa degli effetti delle sollecitazioni strutturali e termiche.Le dimensioni e il modello di deformazione della deformazione dipendono da fattori quali la composizione chimica dell'acciaio carburato, la profondità dello strato carburato, la forma geometrica e le dimensioni del pezzo e i parametri del processo di trattamento termico dopo carburazione e carburazione.

I pezzi possono essere suddivisi in parti sottili, parti piatte e parti cubiche in base alle loro dimensioni relative di lunghezza, larghezza, altezza (spessore).La lunghezza di un pezzo sottile è molto maggiore della sua sezione trasversale, la lunghezza e la larghezza di un pezzo piatto sono molto maggiori della sua altezza (spessore) e le dimensioni nelle tre direzioni di un cubo non sono significativamente diverse.La massima sollecitazione interna durante il trattamento termico è generalmente generata nella direzione della dimensione massima.Se questa direzione viene definita direzione di sollecitazione dominante, i pezzi realizzati in acciaio a basso tenore di carbonio e acciaio legato a basso tenore di carbonio generalmente mostrano una deformazione da ritiro lungo la direzione di sollecitazione dominante quando ferrite e perlite si formano nel nucleo dopo la carburazione e il raffreddamento lento o l'aria raffreddamento, con un tasso di deformazione da ritiro di circa 0,08-0,14%.Quando il contenuto di elementi di lega nell'acciaio aumenta e la dimensione della sezione trasversale del pezzo diminuisce, diminuisce anche la velocità di deformazione e si verifica anche una deformazione per rigonfiamento.

Aste sottili con differenze significative nello spessore della sezione trasversale e forme asimmetriche sono soggette a deformazione da flessione dopo la carburazione e il raffreddamento ad aria.La direzione della deformazione da flessione dipende dal materiale.La sezione sottile dei pezzi cementati in acciaio a basso tenore di carbonio con raffreddamento rapido è spesso concava su un lato.Tuttavia, per i pezzi cementati di acciaio legato a basso tenore di carbonio con elementi di lega superiore come 12CrN3A e 18CrMnTi, il lato della sezione sottile con raffreddamento rapido è spesso convesso.

Dopo la cementazione a temperature di 920-940°C, la frazione di massa del carbonio nello strato cementato dei pezzi realizzati in acciaio a basso tenore di carbonio e acciaio legato a basso tenore di carbonio aumenta allo 0,6-1,0%.L'austenite ad alto contenuto di carbonio nello strato cementato deve essere sottoraffreddata al di sotto di Ar1 (circa 600°C) durante il raffreddamento ad aria o il raffreddamento lento prima che inizi a trasformarsi in perlite.L'austenite a basso contenuto di carbonio al centro inizia a precipitare la ferrite a circa 900°C, e l'austenite rimanente subisce la decomposizione eutettoide e la trasformazione in perlite al di sotto della temperatura Ar1.Dal sottoraffreddamento della temperatura di cementazione alla temperatura Ar1, lo strato cementato del componente eutettoidico non ha subito trasformazione di fase, mentre l'austenite ad alto contenuto di carbonio ha subito solo un ritiro termico con la diminuzione della temperatura.Allo stesso tempo, l’austenite a basso contenuto di carbonio al centro si è espansa a causa dell’aumento del rapporto volumetrico della precipitazione della ferrite, determinando uno stress di compressione al centro e uno stress di trazione nello strato cementato.A causa di eventi cardiaci γ->α Durante la trasformazione, l'effetto dello stress da cambiamento di fase riduce il suo carico di snervamento, portando ad una deformazione compressiva al centro.L'acciaio legato a basso tenore di carbonio ha una resistenza maggiore e una minore deformazione plastica a compressione al centro nelle stesse condizioni.

Quando i pezzi cementati con forme asimmetriche vengono raffreddati ad aria, il ritiro della lunghezza della linea di austenite sul lato con raffreddamento rapido è maggiore di quello sul lato con raffreddamento lento, con conseguente sollecitazione di flessione.Quando lo sforzo di flessione è maggiore del carico di snervamento sul lato con raffreddamento lento, il pezzo si piega verso il lato con raffreddamento rapido.Per l'acciaio legato a basso tenore di carbonio con un elevato contenuto di elementi leganti, lo strato superficiale dopo la carburazione ha la composizione di acciaio legato ad alto tenore di carbonio.Durante il raffreddamento ad aria, il lato con raffreddamento rapido subisce una trasformazione di fase, formando una nuova fase con maggiore durezza e volume specifico di struttura maggiore.D'altro canto, la nuova fase formata lentamente a causa del raffreddamento ha una durezza inferiore, con conseguente deformazione a flessione opposta.

La legge di deformazione da raffreddamento dei pezzi cementati può essere analizzata utilizzando lo stesso metodo.La temperatura di raffreddamento delle parti cementate è solitamente di 800-820°C.Durante la tempra, l'austenite ad alto contenuto di carbonio nello strato cementato subirà un significativo ritiro termico quando raffreddata dalla temperatura di cementazione all'intervallo di temperature del punto Ms.Allo stesso tempo, l'austenite a basso tenore di carbonio al centro si trasformerà in ferrite e perlite, bainite a basso tenore di carbonio o martensite a basso tenore di carbonio.Indipendentemente dal tipo di tessuto in cui si trasforma, il cuore subisce un'espansione di volume dovuta ad un aumento del volume specifico del tessuto, con conseguente significativo stress interno nello strato carburato e nel cuore.In generale, in assenza di tempra, a causa del basso limite di snervamento dei prodotti di transizione di fase di ferrite e perlite nel nucleo, la deformazione da ritiro avviene nella direzione della sollecitazione dominante sotto la sollecitazione di compressione da contrazione termica dello strato cementato.Quando i prodotti di trasformazione di fase nel nucleo sono una combinazione di bainite a basso contenuto di carbonio ad alta resistenza e martensite a basso contenuto di carbonio, l'austenite superficiale ad alto contenuto di carbonio subisce una deformazione plastica sotto l'azione dello stress di espansione del nucleo, con conseguente direzione di stress ed espansione dominanti.

Con l'aumento del contenuto di carbonio e del contenuto di elementi di lega nell'acciaio carburato, la durezza del nucleo delle parti carburate aumenta dopo la tempra e aumenta la tendenza all'espansione nella direzione di sollecitazione dominante.Quando la durezza del nucleo è 28-32 HRC, la deformazione da raffreddamento del pezzo cementato è molto piccola.All’aumentare della durezza del cuore, aumenta la tendenza al gonfiore e alla deformazione.È ovvio che fattori come il miglioramento della temprabilità delle parti cementate, che portano ad un aumento della durezza del centro delle parti cementate, aumenteranno la tendenza delle parti cementate a dilatarsi lungo la direzione di sollecitazione dominante.

La deformazione dei pezzi nitrurati: la nitrurazione può migliorare efficacemente la durezza superficiale e la resistenza alla fatica dei pezzi e, in una certa misura, migliorare la loro resistenza alla corrosione.La temperatura di nitrurazione è relativamente bassa, circa 510-560°C.Durante il processo di nitrurazione dei materiali di acciaio, il metallo base non subisce trasformazione di fase, quindi la deformazione del pezzo nitrurato è relativamente piccola.La nitrurazione è generalmente il processo finale del trattamento termico.Dopo la nitrurazione, oltre ai pezzi di alta precisione, generalmente non vengono eseguite altre lavorazioni meccaniche.Pertanto, la nitrurazione è ampiamente utilizzata per trattare pezzi di precisione che richiedono elevata durezza e piccole deformazioni.Tuttavia, il pezzo nitrurato subisce comunque delle deformazioni.A causa dell'infiltrazione di atomi di azoto, il volume specifico dello strato nitrurato aumenta.Pertanto, la deformazione più comune del pezzo nitrurato è l'espansione della superficie del pezzo.L'espansione dello strato nitrurato superficiale è ostacolata dal centro, e la superficie è sottoposta a sollecitazioni di compressione, mentre il centro è sottoposto a sollecitazioni di trazione.L'entità dello stress interno è influenzata da fattori quali la dimensione della sezione trasversale del pezzo, il carico di snervamento dell'acciaio nitrurato, la concentrazione di azoto e la profondità dello strato nitrurato.Quando la dimensione della sezione trasversale del pezzo è piccola, la forma della sezione trasversale è asimmetrica e la temperatura del forno e la nitrurazione non sono uniformi, il pezzo nitrurato produrrà anche cambiamenti dimensionali o distorsioni della forma come flessione e deformazione.

Lo schema di deformazione delle parti dell'albero dopo la nitrurazione prevede che il diametro esterno si espanda e la lunghezza si allunghi.L'espansione radiale solitamente aumenta con l'aumentare del diametro del pezzo, ma l'espansione massima non supera 0,055 mm.L'allungamento in lunghezza è generalmente maggiore dell'espansione radiale, e il suo valore assoluto aumenta con la lunghezza dell'albero, ma non cambia proporzionalmente con la lunghezza dell'albero.La deformazione dei pezzi con manicotto nitrurato dipende dallo spessore della parete.Quando lo spessore della parete è sottile, sia il diametro interno che quello esterno tendono ad espandersi.All’aumentare dello spessore della parete, l’espansione diminuisce significativamente.Quando lo spessore della parete è sufficientemente grande, il diametro interno tende a restringersi.

In generale, quando la dimensione effettiva della sezione trasversale del pezzo è maggiore di 50 mm, la principale modalità di deformazione del trattamento di nitrurazione è l'espansione superficiale.Ma quando l'area della sezione trasversale del pezzo diminuisce, quando il rapporto tra l'area della sezione trasversale dello strato nitrurato e l'area della sezione trasversale centrale è maggiore di 0,05 ma inferiore a 0,7, oltre all'espansione superficiale, la deformazione causata da bisogna considerare anche lo stress interno.L'entità della deformazione lungo la direzione di sollecitazione dominante del pezzo può essere stimata approssimativamente utilizzando formule empiriche: Δ L= η （ Ν/Κ)％

Δ L - L'aumento della lunghezza della direzione di sollecitazione dominante.

η---- Il coefficiente dipende dal materiale e dalla forma della sezione trasversale del pezzo nitrurato.

Ν------ L'area della sezione trasversale dello strato nitrurato.

Κ---- L'area della sezione trasversale del cuore.

Valore η dell'acciaio nitrurato comunemente utilizzato: