La descarburació és un fenomen comú i problemàtic que es produeix durant el tractament tèrmic de l'acer i altres aliatges que contenen carboni. Es refereix a la pèrdua de carboni de la capa superficial d'un material quan s'exposa a altes temperatures en ambients que afavoreixen l'oxidació. El carboni és un element crític en l'acer, que contribueix a la seva força, duresa i resistència al desgast. Per tant, la descarburació pot provocar una reducció de les propietats mecàniques, la degradació de la superfície i problemes generals de qualitat del producte. Per abordar eficaçment la descarburació en el tractament tèrmic, es poden emprar una sèrie de mètodes i estratègies preventives.
1. Control de l'atmosfera
Una de les maneres més efectives de mitigar la descarburació és controlant l'atmosfera del forn durant el procés de tractament tèrmic. La descarburació es produeix quan el carboni de l'acer reacciona amb l'oxigen o altres gasos com el diòxid de carboni, formant monòxid de carboni o diòxid de carboni que s'escapa de la superfície. Per evitar-ho, s'ha d'utilitzar una atmosfera inert o reductora. Els gasos comuns inclouen nitrogen, argó o hidrogen, que creen un ambient lliure d'oxigen, minimitzant el risc de pèrdua de carboni.
Alguns processos de tractament tèrmic utilitzen un forn de buit per eliminar completament la presència de gasos que podrien reaccionar amb la superfície d'acer. Aquest mètode és especialment eficaç per a components d'alt valor on fins i tot una descarburació mínima és inacceptable. Alternativament, les atmosferes de cementació, on s'utilitzen gasos rics en carboni, poden ajudar a mantenir o fins i tot augmentar els nivells de carboni a la superfície, contrarestar la possible descarburació.
2. Ús de recobriments protectors
L'aplicació de recobriments protectors és una altra manera de protegir el material de la descarburació. Els recobriments com les pastes ceràmiques, el recobriment de coure o les pintures especialitzades poden actuar com a barreres físiques, evitant que el carboni s'escapi de la superfície. Aquests recobriments són especialment útils per a peces que pateixen cicles llargs de tractament tèrmic o per a components exposats a ambients altament oxidatius.
3. Optimització dels paràmetres de tractament tèrmic
La descarburació depèn de la temperatura, és a dir, com més alta sigui la temperatura, més probable és que el carboni escapi de la superfície d'acer. En seleccionar amb cura les temperatures i els temps de tractament tèrmic, es pot minimitzar el risc de descarburació. La reducció de la temperatura del procés o la reducció del temps d'exposició a altes temperatures poden reduir considerablement l'abast de la pèrdua de carboni. En alguns casos, el refredament intermitent durant cicles llargs també pot ser beneficiós, ja que redueix el temps global que el material està exposat a condicions de descarburació.
4. Processos posteriors al tractament
Si la descarburació es produeix malgrat les mesures preventives, es poden emprar processos de post-tractament com el rectificat superficial o el mecanitzat per eliminar la capa descarburada. Això és especialment important en aplicacions on les propietats superficials com la duresa i la resistència al desgast són crítiques. En alguns casos, es pot aplicar un procés de cementació secundari per restaurar el carboni perdut a la capa superficial, restaurant així les propietats mecàniques desitjades.
La descarburació en el tractament tèrmic és un problema crític que pot afectar significativament el rendiment i la qualitat dels components d'acer. Mitjançant el control de l'atmosfera del forn, l'ús de recobriments protectors, l'optimització dels paràmetres del procés i l'aplicació de mètodes de correcció posterior al tractament, els efectes adversos de la descarburació es poden minimitzar eficaçment. Aquestes estratègies asseguren que els materials tractats conserven la seva resistència, duresa i durabilitat previstes, millorant finalment la qualitat global del producte final.
Hora de publicació: 31-octubre-2024
