Cambios en la microestructura durante el proceso de laminación en frío.
Después del laminado en frío, la banda de acero se aplana, se alarga y su red se distorsiona y se rompe, lo que da como resultado una plasticidad reducida y una mayor resistencia y dureza. Este fenómeno se llama endurecimiento por trabajo.
Después del laminado en frío, los granos de las bobinas de acero se aplastan y se alargan, lo que se acompaña de una grave distorsión de la red. Esto conduce a un aumento de la dureza y una disminución de la plasticidad y tenacidad del acero, es decir, lafenómeno de endurecimiento por trabajo.
Cuando el acero se calienta a una temperatura superior a su temperatura de recristalización pero inferior a la temperatura de austenitización, seguido de un período de conservación del calor, los átomos inestables en los límites de los granos se reorganizan mediante movimiento térmico. A través de todo el proceso de nucleación y crecimiento del grano se generan nuevos granos equiaxiales, que se define como lafenómeno de recristalización.
Como resultado, la resistencia y dureza del acero disminuyen, mientras que su plasticidad y tenacidad mejoran, dotando a la tira de acero de excelentes propiedades de procesamiento y servicio.
La recristalización requiere condiciones específicas de temperatura y tiempo de mantenimiento. Sin embargo, una temperatura de calentamiento excesivamente alta o un tiempo de retención indebidamente prolongado provocarán la fusión de los límites entre los granos equiaxiales recién formados, lo que desencadenará un crecimiento anormal continuo del grano. Este proceso a su vez deteriorará todas las propiedades mecánicas del acero.
En consecuencia, el recocido por recristalización se puede resumir de la siguiente manera: mediante calentamiento controlado y preservación del calor, el proceso inducirá completamente la recristalización en acero laminado en frío-y, mientras tanto, restringirá estrictamente el crecimiento excesivo de grano.
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Los principales factores que afectan el tamaño del grano después de la recristalización durante el proceso de recocido son la temperatura de recocido y el tiempo de mantenimiento. Bajo ciertas condiciones de deformación en frío, el tamaño del grano después de la recristalización varía con la temperatura de recocido y el tiempo de mantenimiento. Cuanto mayor sea la temperatura y mayor el tiempo de retención, más gruesos serán los granos.
Razones para el recocido
Después de la deformación por laminación en frío, la microestructura interna del acero presenta granos alargados y fracturados, junto con una acumulación masiva de defectos cristalinos. Esto aumenta la energía libre interna del metal, colocándolo en un estado termodinámico inestable. El material tiende inherentemente a revertir espontáneamente a una microestructura completa y ordenada con baja energía libre y alta estabilidad.
A temperatura ambiente, los átomos poseen baja energía cinética, débil capacidad de difusión y velocidades de difusión extremadamente lentas. Como resultado, esta recuperación estructural espontánea no puede ocurrir por sí sola. Por tanto, se requiere energía de activación externa. Esta activación se logra calentando el acero a una temperatura específica, lo que proporciona a los átomos suficiente energía cinética de difusión, elimina la distorsión de la red e induce transformaciones favorables tanto en la microestructura como en las propiedades mecánicas.
Por los motivos anteriores, todos los productos de acero-laminados en frío deben someterse a un tratamiento térmico de recocido.
Propósitos y funciones del recocido
El recocido se refiere al proceso tecnológico en el que la banda de acero se calienta a una temperatura específica, se mantiene a esa temperatura y luego se enfría.
El recocido de láminas laminadas en frío-es uno de los procedimientos de tratamiento térmico más críticos en la producción de flejes de acero-laminados en frío. Según los diferentes grados de acero, los procesos de recocido para flejes de acero-laminados en frío se clasifican en recocido primario, recocido intermedio y recocido de producto terminado. El recocido del producto terminado es el proceso más adoptado. Sus objetivos principales son eliminar la tensión interna y el endurecimiento por trabajo inducido por el laminado en frío, y permitir que las láminas de acero cumplan con los requisitos especificados de propiedades mecánicas, propiedades tecnológicas y microestructuras. Este tipo de tratamiento térmico se define generalmente como recocido por recristalización.
Diferencias comparativas entre líneas de recocido por lotes y de recocido continuo
•Recocido por lotes: Presenta un ciclo de producción extremadamente largo (decenas de horas). Está dispuesta por separado de la línea de decapado y la línea niveladora, pero integrada en un proceso completo de producción de bandas en frío. El desengrasado y el decapado se pueden realizar de forma opcional, y el impacto de los grados y especificaciones del acero en la producción general es mínimo. Admite producción flexible y organizada en lotes pequeños-con funcionamiento en un solo-horno. El número de hornos se puede ajustar en cualquier momento según la producción y los cambios en la variedad del producto. Existen reservas de inventario entre los procesos intermedios, lo que les confiere una gran adaptabilidad a la producción y la variedad de productos. Es ideal para producción experimental, de lotes pequeños- de variedades múltiples y para producción experimental.
•Recocido continuo: Cuenta con un ciclo de producción corto (varios minutos). El desengrasado/decapado, el recocido y la nivelación están integrados en una única línea de producción unificada, lo que garantiza una alta eficiencia de producción. Sin embargo, incurre en costes elevados debido a las paradas provocadas por la planificación de la producción y el cambio de especificaciones y variedades. No es adecuado para una cobertura demasiado amplia de especificaciones de producto o una producción excesivamente baja. Está optimizado para producción de gran-volumen y de una sola-variedad.
•Recocido por lotesLas velocidades de calentamiento y enfriamiento del recocido en horno tipo campana-son lentas, lo que proporciona tiempo suficiente para la precipitación del carburo y el crecimiento del grano. Este método de recocido por recristalización favorece la formación de granos tipo panqueque que benefician el rendimiento de la embutición profunda y pueden lograr excelentes valores n-y r-. Permite un control conveniente de las propiedades en la producción de grados de acero de embutición profunda-y ultra-embutición-profunda, y posee claras superioridades en este campo.
•Recocido continuoPresenta velocidades rápidas de calentamiento y enfriamiento, así como un tiempo de mantenimiento corto. Para lograr una recristalización suficiente y una conformabilidad favorable, impone requisitos estrictos en cuanto a composición química y programa de recocido. En comparación con los productos recocidos-por lotes, los productos de acero con bajo-carbono producidos mediante recocido continuo presentan mayor dureza, mayor resistencia y menor plasticidad. Este proceso es más adecuado para fabricar acero para automóviles de alta-resistencia.
•Recocido por lotesEste proceso realiza el recocido de bobinas de acero enteras. La distribución desigual de la temperatura entre las capas interior y exterior de la bobina provoca fácilmente que la bobina se pegue. El aceite residual en la superficie de la tira se volatiliza mediante calentamiento; una volatilización inadecuada dará como resultado una limpieza deficiente de la superficie (hay procesos opcionales de desengrase y limpieza disponibles). No es adecuado para la producción de especificaciones de productos ultra-delgados, pero no tiene restricciones de producción para productos de calibre medio y grueso.
•Recocido continuoLa tira se somete a un proceso previo-de desengrasado y limpieza para lograr una superficie limpia. Durante el desenrollado y el calentamiento, la tira de acero mantiene una distribución uniforme de la temperatura, lo que proporciona una planitud y forma de la tira excelentes. Este proceso es adecuado para fabricar productos con estrictos requisitos de calidad de superficie y productos de acero de calibre delgado-.
