Complet i detallat! Coneixement complet del tremp de l'acer!

La definició i la finalitat de l'extinció
L'acer s'escalfa a una temperatura superior al punt crític Ac3 (acer hipoeutectoide) o Ac1 (acer hipereutectoide), es manté durant un període de temps per austenitzar-lo totalment o parcialment i després es refreda a una velocitat superior a la velocitat crítica de refredament. El procés de tractament tèrmic que transforma l'austenita superrefredada en martensita o bainita inferior s'anomena refredament.

El propòsit del tremp és transformar l'austenita superrefredada en martensita o bainita per obtenir una estructura de martensita o bainita inferior, que després es combina amb un reveniment a diferents temperatures per millorar considerablement la resistència, la duresa i la resistència de l'acer. La resistència al desgast, la resistència a la fatiga i la tenacitat, etc., per satisfer els diferents requisits d'ús de diverses peces mecàniques i eines. El tremp també es pot utilitzar per satisfer les propietats físiques i químiques especials de certs acers especials, com ara el ferromagnetisme i la resistència a la corrosió.

Quan les peces d'acer es refreden en un medi de refredament amb canvis en l'estat físic, el procés de refredament es divideix generalment en les tres etapes següents: etapa de pel·lícula de vapor, etapa d'ebullició i etapa de convecció.

Temperabilitat de l'acer
La trempabilitat i la duresa són dos indicadors de rendiment que caracteritzen la capacitat de l'acer per patir tremp. També són una base important per a la selecció i l'ús del material.

1. Els conceptes de templabilitat i templabilitat

La trempabilitat és la capacitat de l'acer per aconseguir la màxima duresa que pot aconseguir quan es trempa i s'endureix en condicions ideals. El factor principal que determina la trempabilitat de l'acer és el contingut de carboni de l'acer. Per ser més precisos, és el contingut de carboni dissolt a l'austenita durant el tremp i l'escalfament. Com més alt sigui el contingut de carboni, més alta serà la trempabilitat de l'acer. Els elements d'aliatge de l'acer tenen poc impacte en la trempabilitat, però tenen un impacte significatiu en la trempabilitat de l'acer.

La trempabilitat es refereix a les característiques que determinen la profunditat d'enduriment i la distribució de duresa de l'acer en condicions específiques. És a dir, la capacitat d'obtenir la profunditat de la capa endurida quan l'acer es refreda. És una propietat inherent de l'acer. La trempabilitat en realitat reflecteix la facilitat amb què l'austenita es transforma en martensita quan l'acer es refreda. Està principalment relacionada amb l'estabilitat de l'austenita superrefredada de l'acer o amb la velocitat de refredament per refredament crític de l'acer.

També cal assenyalar que la templabilitat de l'acer s'ha de distingir de la profunditat d'enduriment efectiva de les peces d'acer en condicions de refredament específiques. La templabilitat de l'acer és una propietat inherent a l'acer en si. Només depèn dels seus propis factors interns i no té res a veure amb factors externs. La profunditat d'enduriment efectiva de l'acer no només depèn de la templabilitat de l'acer, sinó que també depèn del material utilitzat. Està relacionada amb factors externs com el medi de refrigeració i la mida de la peça. Per exemple, en les mateixes condicions d'austenitització, la templabilitat del mateix acer és la mateixa, però la profunditat d'enduriment efectiva del refredament en aigua és més gran que la del refredament en oli, i les peces petites són més petites que el refredament en oli. La profunditat d'enduriment efectiva de les peces grans és gran. Això no es pot dir que el refredament en aigua tingui una templabilitat més alta que el refredament en oli. No es pot dir que les peces petites tinguin una templabilitat més alta que les peces grans. Es pot veure que per avaluar la templabilitat de l'acer, s'ha d'eliminar la influència de factors externs com la forma de la peça, la mida, el medi de refrigeració, etc.

A més, com que la trempabilitat i la trempabilitat són dos conceptes diferents, l'acer amb una duresa elevada després del refredament no necessàriament té una templabilitat elevada; i l'acer amb baixa duresa també pot tenir una templabilitat elevada.

2. Factors que afecten la templabilitat

La trempabilitat de l'acer depèn de l'estabilitat de l'austenita. Qualsevol factor que pugui millorar l'estabilitat de l'austenita superrefredada, desplaçar la corba C cap a la dreta i, per tant, reduir la velocitat crítica de refredament, pot millorar la trempabilitat de l'acer d'alta resistència. L'estabilitat de l'austenita depèn principalment de la seva composició química, la mida del gra i la uniformitat de la composició, que estan relacionades amb la composició química de l'acer i les condicions d'escalfament.

3. Mètode de mesura de la templabilitat

Hi ha molts mètodes per mesurar la templabilitat de l'acer, els més utilitzats són el mètode de mesura del diàmetre crític i el mètode d'assaig de templabilitat final.

(1) Mètode de mesura del diàmetre crític

Després que l'acer s'hagi refredat en un medi determinat, el diàmetre màxim quan el nucli obté tota l'estructura de martensita o un 50% de martensita s'anomena diàmetre crític, representat per Dc. El mètode de mesura del diàmetre crític consisteix a fer una sèrie de varetes rodones amb diferents diàmetres i, després del refredament, mesurar la corba de duresa U distribuïda al llarg del diàmetre a cada secció de mostra i trobar la vareta amb l'estructura de semimartensita al centre. El diàmetre de la vareta rodona és el diàmetre crític. Com més gran sigui el diàmetre crític, més alta serà la trempabilitat de l'acer.

(2) Mètode de prova d'extinció final

El mètode d'assaig de tremp final utilitza una mostra trempada final de mida estàndard (Ф25 mm × 100 mm). Després de l'austenitització, es ruixa aigua a un extrem de la mostra amb un equip especial per refredar-la. Després del refredament, la duresa es mesura al llarg de la direcció de l'eix, des de l'extrem refredat per aigua. Mètode d'assaig per a la corba de relació de distàncies. El mètode d'assaig d'enduriment final és un dels mètodes per determinar la trempabilitat de l'acer. Els seus avantatges són el funcionament senzill i l'ampli rang d'aplicació.

4. Tensió de refredament, deformació i esquerdes

(1) Tensió interna de la peça durant el refredament

Quan la peça es refreda ràpidament en el medi de refredament, com que la peça té una mida determinada i el coeficient de conductivitat tèrmica també és un valor determinat, es produirà un cert gradient de temperatura al llarg de la secció interior de la peça durant el procés de refredament. La temperatura de la superfície és baixa, la temperatura del nucli és alta i les temperatures de la superfície i del nucli són altes. Hi ha una diferència de temperatura. Durant el procés de refredament de la peça, també hi ha dos fenòmens físics: un és l'expansió tèrmica, a mesura que la temperatura baixa, la longitud de la línia de la peça es reduirà; l'altre és la transformació d'austenita a martensita quan la temperatura baixa fins al punt de transformació de la martensita, cosa que augmentarà el volum específic. A causa de la diferència de temperatura durant el procés de refredament, la quantitat d'expansió tèrmica serà diferent en diferents parts al llarg de la secció transversal de la peça i es generarà tensió interna en diferents parts de la peça. A causa de l'existència de diferències de temperatura dins de la peça, també hi pot haver parts on la temperatura baixi més ràpidament que el punt on es produeix la martensita. Transformació, el volum s'expandeix i les parts amb alta temperatura encara són més altes que el punt i encara es troben en estat d'austenita. Aquestes diferents parts també generaran tensions internes a causa de les diferències en els canvis de volum específic. Per tant, es poden generar dos tipus de tensions internes durant el procés de refredament i tremp: una és la tensió tèrmica; l'altra és la tensió tissular.

Segons les característiques del temps d'existència de la tensió interna, també es pot dividir en tensió instantània i tensió residual. La tensió interna generada per la peça en un moment determinat durant el procés de refredament s'anomena tensió instantània; després que la peça es refredi, la tensió que queda a l'interior de la peça s'anomena tensió residual.

L'estrès tèrmic es refereix a l'estrès causat per una expansió tèrmica inconsistent (o contracció en fred) a causa de les diferències de temperatura en diferents parts de la peça quan s'escalfa (o es refreda).

Ara prenguem un cilindre sòlid com a exemple per il·lustrar la formació i les regles de canvi de la tensió interna durant el seu procés de refredament. Aquí només es discuteix la tensió axial. Al començament del refredament, com que la superfície es refreda ràpidament, la temperatura és baixa i es contrau molt, mentre que el nucli es refreda, la temperatura és alta i la contracció és petita. Com a resultat, la superfície i l'interior estan mútuament restringits, donant lloc a una tensió de tracció a la superfície, mentre que el nucli està sota pressió. A mesura que avança el refredament, la diferència de temperatura entre l'interior i l'exterior augmenta, i la tensió interna també augmenta en conseqüència. Quan la tensió augmenta fins a superar el límit elàstic a aquesta temperatura, es produeix una deformació plàstica. Com que el gruix del cor és superior al de la superfície, el cor sempre es contrau axialment primer. Com a resultat de la deformació plàstica, la tensió interna ja no augmenta. Després de refredar-se durant un cert període de temps, la disminució de la temperatura de la superfície s'alentirà gradualment i la seva contracció també disminuirà gradualment. En aquest moment, el nucli encara s'està contreient, de manera que la tensió de tracció a la superfície i la tensió de compressió al nucli disminuiran gradualment fins que desapareguin. Tanmateix, a mesura que el refredament continua, la humitat superficial disminueix cada cop més, i la quantitat de contracció disminueix o fins i tot deixa de contenir-se. Com que la temperatura al nucli continua sent alta, continuarà contreient-se i, finalment, es formarà una tensió de compressió a la superfície de la peça, mentre que el nucli tindrà una tensió de tracció. Tanmateix, com que la temperatura és baixa, no és fàcil que es produeixi deformació plàstica, de manera que aquesta tensió augmentarà a mesura que avanci el refredament. Continua augmentant i finalment roman dins de la peça com a tensió residual.

Es pot veure que la tensió tèrmica durant el procés de refredament fa que inicialment la capa superficial s'estiri i el nucli es comprimeixi, i la tensió residual restant és la capa superficial que es comprimeix i el nucli que s'estira.

En resum, la tensió tèrmica generada durant el refredament per tremp és causada per la diferència de temperatura de la secció transversal durant el procés de refredament. Com més gran sigui la velocitat de refredament i com més gran sigui la diferència de temperatura de la secció transversal, més gran serà la tensió tèrmica generada. En les mateixes condicions del medi de refredament, com més alta sigui la temperatura d'escalfament de la peça, com més gran sigui la mida, com més petita sigui la conductivitat tèrmica de l'acer, més gran serà la diferència de temperatura dins de la peça i més gran serà la tensió tèrmica. Si la peça es refreda de manera desigual a alta temperatura, es distorsionarà i es deformarà. Si la tensió de tracció instantània generada durant el procés de refredament de la peça és més gran que la resistència a la tracció del material, es produiran esquerdes per tremp.

La tensió de transformació de fase es refereix a la tensió causada pels diferents moments de la transformació de fase en diverses parts de la peça durant el procés de tractament tèrmic, també coneguda com a tensió tissular.

Durant el refredament ràpid i el refredament ràpid, quan la capa superficial es refreda fins al punt Ms, es produeix una transformació martensítica que provoca una expansió del volum. Tanmateix, a causa de l'obstrucció del nucli que encara no ha experimentat una transformació, la capa superficial genera una tensió de compressió, mentre que el nucli té una tensió de tracció. Quan la tensió és prou gran, provocarà una deformació. Quan el nucli es refreda fins al punt Ms, també experimentarà una transformació martensítica i s'expandirà en volum. Tanmateix, a causa de les restriccions de la capa superficial transformada amb baixa plasticitat i alta resistència, la seva tensió residual final serà en forma de tensió superficial i el nucli estarà sota pressió. Es pot veure que el canvi i l'estat final de la tensió de transformació de fase són exactament oposats a la tensió tèrmica. A més, com que la tensió de canvi de fase es produeix a baixes temperatures amb baixa plasticitat, la deformació és difícil en aquest moment, de manera que és més probable que la tensió de canvi de fase provoqui esquerdes a la peça.

Hi ha molts factors que afecten la mida de la tensió de transformació de fase. Com més ràpida sigui la velocitat de refredament de l'acer en el rang de temperatura de transformació de martensita, com més gran sigui la mida de la peça d'acer, pitjor serà la conductivitat tèrmica de l'acer, com més gran sigui el volum específic de martensita, més gran serà la tensió de transformació de fase. Com més gran sigui. A més, la tensió de transformació de fase també està relacionada amb la composició de l'acer i la seva trempabilitat. Per exemple, l'acer d'alt contingut en carboni i altament aliat augmenta el volum específic de martensita a causa del seu alt contingut en carboni, cosa que hauria d'augmentar la tensió de transformació de fase de l'acer. Tanmateix, a mesura que augmenta el contingut de carboni, el punt Ms disminueix i hi ha una gran quantitat d'austenita retinguda després del refredament. La seva expansió volumètrica disminueix i la tensió residual és baixa.

(2) Deformació de la peça durant el refredament

Durant el refredament, hi ha dos tipus principals de deformació a la peça: un és el canvi en la forma geomètrica de la peça, que es manifesta com a canvis de mida i forma, sovint anomenat deformació per deformació, que és causada per la tensió de refredament; l'altra és la deformació del volum, que es manifesta com una expansió o contracció proporcional del volum de la peça, que és causada pel canvi de volum específic durant el canvi de fase.

La deformació per deformació també inclou la deformació de la forma i la deformació per torsió. La deformació per torsió es produeix principalment per una col·locació incorrecta de la peça al forn durant l'escalfament, o per la manca de tractament de conformació després de la correcció de la deformació abans del refredament, o per un refredament desigual de diverses parts de la peça quan la peça es refreda. Aquesta deformació es pot analitzar i resoldre per a situacions específiques. A continuació es tracten principalment la deformació del volum i la deformació de la forma.

1) Causes de la deformació per tremp i les seves regles canviants

Deformació de volum causada per la transformació estructural L'estat estructural de la peça abans del refredament és generalment perlita, és a dir, una estructura mixta de ferrita i cementita, i després del refredament és una estructura martensítica. Els diferents volums específics d'aquests teixits provocaran canvis de volum abans i després del refredament, donant lloc a deformació. Tanmateix, aquesta deformació només fa que la peça s'expandeixi i es contragui proporcionalment, de manera que no canvia la forma de la peça.

A més, com més martensita hi hagi a l'estructura després del tractament tèrmic, o com més alt sigui el contingut de carboni de la martensita, més gran serà la seva expansió volumètrica, i com més gran sigui la quantitat d'austenita retinguda, menys expansió volumètrica. Per tant, el canvi de volum es pot controlar controlant el contingut relatiu de martensita i martensita residual durant el tractament tèrmic. Si es controla correctament, el volum no s'expandirà ni es reduirà.

Deformació de la forma causada per la tensió tèrmica La deformació causada per la tensió tèrmica es produeix en zones d'alta temperatura on el límit elàstic de les peces d'acer és baix, la plasticitat és alta, la superfície es refreda ràpidament i la diferència de temperatura entre l'interior i l'exterior de la peça és la més gran. En aquest moment, la tensió tèrmica instantània és la tensió de tracció superficial i la tensió de compressió del nucli. Com que la temperatura del nucli és alta en aquest moment, el límit elàstic és molt inferior al de la superfície, de manera que es manifesta com a deformació sota l'acció d'una tensió de compressió multidireccional, és a dir, el cub és esfèric en direcció. Varietat. El resultat és que el més gran es contrau, mentre que el més petit s'expandeix. Per exemple, un cilindre llarg s'escurça en la direcció de la longitud i s'expandeix en la direcció del diàmetre.

Deformació de la forma causada per la tensió tissular La deformació causada per la tensió tissular també es produeix en el moment inicial quan la tensió tissular és màxima. En aquest moment, la diferència de temperatura de la secció transversal és gran, la temperatura del nucli és més alta, encara es troba en estat d'austenita, la plasticitat és bona i el límit elàstic és baix. La tensió tissular instantània és la tensió de compressió superficial i la tensió de tracció del nucli. Per tant, la deformació es manifesta com l'allargament del nucli sota l'acció d'una tensió de tracció multidireccional. El resultat és que sota l'acció de la tensió tissular, el costat més gran de la peça s'allarga, mentre que el costat més petit s'escurça. Per exemple, la deformació causada per la tensió tissular en un cilindre llarg és l'allargament de la longitud i la reducció del diàmetre.

La taula 5.3 mostra les regles de deformació per tremp de diverses peces d'acer típiques.

2) Factors que afecten la deformació per refredament

Els factors que afecten la deformació per tremp són principalment la composició química de l'acer, l'estructura original, la geometria de les peces i el procés de tractament tèrmic.

3) Apagar esquerdes

Les esquerdes a les peces es produeixen principalment a l'última fase de refredament i tremp, és a dir, després que la transformació martensítica s'hagi completat bàsicament o després d'un refredament complet, es produeix una fallada fràgil perquè la tensió de tracció a les peces supera la resistència a la fractura de l'acer. Les esquerdes solen ser perpendiculars a la direcció de la deformació màxima per tracció, de manera que les diferents formes d'esquerdes a les peces depenen principalment de l'estat de distribució de tensions.

Tipus comuns d'esquerdes de refredament: les esquerdes longitudinals (axials) es generen principalment quan la tensió de tracció tangencial supera la resistència a la ruptura del material; les esquerdes transversals es formen quan la gran tensió de tracció axial formada a la superfície interior de la peça supera la resistència a la ruptura del material. Esquerdes; les esquerdes en xarxa es formen sota l'acció d'una tensió de tracció bidimensional a la superfície; les esquerdes de pelat es produeixen en una capa endurida molt fina, que pot aparèixer quan la tensió canvia bruscament i una tensió de tracció excessiva actua en la direcció radial. Tipus d'esquerda.

Les esquerdes longitudinals també s'anomenen esquerdes axials. Les esquerdes es produeixen a la màxima tensió de tracció prop de la superfície de la peça i tenen una certa profunditat cap al centre. La direcció de les esquerdes és generalment paral·lela a l'eix, però la direcció també pot canviar quan hi ha concentració d'esforços a la peça o quan hi ha defectes estructurals interns.

Després que la peça s'hagi refredat completament, és probable que es produeixin esquerdes longitudinals. Això està relacionat amb l'elevada tensió de tracció tangencial a la superfície de la peça refredada. A mesura que augmenta el contingut de carboni de l'acer, augmenta la tendència a formar esquerdes longitudinals. L'acer baix en carboni té un petit volum específic de martensita i una forta tensió tèrmica. Hi ha una gran tensió de compressió residual a la superfície, per la qual cosa no és fàcil de refredar. A mesura que augmenta el contingut de carboni, la tensió de compressió superficial disminueix i la tensió estructural augmenta. Al mateix temps, la tensió de tracció màxima es mou cap a la capa superficial. Per tant, l'acer amb alt contingut de carboni és propens a esquerdes de refredament longitudinal quan es sobreescalfa.

La mida de les peces afecta directament la mida i la distribució de la tensió residual, i la seva tendència a l'esquerdament per refredament també és diferent. Les esquerdes longitudinals també es formen fàcilment per refredament dins del rang de mida de secció transversal perillosa. A més, el bloqueig de les matèries primeres d'acer sovint provoca esquerdes longitudinals. Com que la majoria de les peces d'acer es fabriquen per laminació, les inclusions no metàl·liques, els carburs, etc. de l'acer es distribueixen al llarg de la direcció de deformació, cosa que fa que l'acer sigui anisotròpic. Per exemple, si l'acer per a eines té una estructura en forma de banda, la seva resistència a la fractura transversal després del refredament és del 30% al 50% menor que la resistència a la fractura longitudinal. Si hi ha factors com ara inclusions no metàl·liques a l'acer que causen concentració de tensions, fins i tot si la tensió tangencial és més gran que la tensió axial, les esquerdes longitudinals es formen fàcilment en condicions de baixa tensió. Per aquest motiu, un control estricte del nivell d'inclusions no metàl·liques i sucre a l'acer és un factor important per prevenir les esquerdes per refredament.

Les característiques de distribució de tensions internes de les esquerdes transversals i les esquerdes d'arc són: la superfície està sotmesa a una tensió de compressió. Després de deixar la superfície una certa distància, la tensió de compressió canvia a una gran tensió de tracció. L'esquerda es produeix a la zona de la tensió de tracció i, quan la tensió interna s'estén a la superfície de la peça, només es redistribueix o la fragilitat de l'acer augmenta encara més.

Les esquerdes transversals sovint es produeixen en peces grans de l'eix, com ara rodets, rotors de turbines o altres peces de l'eix. Les característiques de les esquerdes són que són perpendiculars a la direcció de l'eix i es trenquen de dins cap a fora. Sovint es formen abans de ser endurides i són causades per tensió tèrmica. Les peces forjades grans sovint tenen defectes metal·lúrgics com ara porus, inclusions, esquerdes de forja i taques blanques. Aquests defectes serveixen com a punt de partida de fractura i trencament sota l'acció de la tensió de tracció axial. Les esquerdes d'arc són causades per tensió tèrmica i normalment es distribueixen en forma d'arc a les peces on canvia la forma de la peça. Es produeix principalment dins de la peça o prop de vores afilades, ranures i forats, i es distribueix en forma d'arc. Quan les peces d'acer d'alt contingut en carboni amb un diàmetre o gruix de 80 a 100 mm o més no es trempen, la superfície mostrarà tensió de compressió i el centre mostrarà tensió de tracció. Tensió, la tensió de tracció màxima es produeix a la zona de transició de la capa endurida a la capa no endurida, i les esquerdes d'arc es produeixen en aquestes zones. A més, la velocitat de refredament a les vores i cantonades afilades és ràpida i totes estan trempades. Quan es fa la transició a peces suaus, és a dir, a la zona no endurida, aquí apareix la zona de màxima tensió de tracció, de manera que és probable que es produeixin esquerdes d'arc. La velocitat de refredament a prop del forat del passador, la ranura o el forat central de la peça és lenta, la capa endurida corresponent és prima i la tensió de tracció a prop de la zona de transició endurida pot causar fàcilment esquerdes d'arc.

Les esquerdes reticulars, també conegudes com a esquerdes superficials, són esquerdes superficials. La profunditat de l'esquerda és poc profunda, generalment al voltant de 0,01~1,5 mm. La característica principal d'aquest tipus d'esquerda és que la direcció arbitrària de l'esquerda no té res a veure amb la forma de la peça. Moltes esquerdes estan connectades entre si per formar una xarxa i estan àmpliament distribuïdes. Quan la profunditat de l'esquerda és més gran, com ara més d'1 mm, les característiques de la xarxa desapareixen i es converteixen en esquerdes orientades aleatòriament o distribuïdes longitudinalment. Les esquerdes de xarxa estan relacionades amb l'estat de tensió de tracció bidimensional a la superfície.

Les peces d'acer amb alt contingut de carboni o carburitzat amb una capa descarburitzada a la superfície són propenses a formar esquerdes de xarxa durant el refredament. Això es deu al fet que la capa superficial té un contingut de carboni més baix i un volum específic més petit que la capa interior de martensita. Durant el refredament, la capa superficial del carbur està sotmesa a esforços de tracció. Les peces la capa de desfosforació de les quals no s'ha eliminat completament durant el processament mecànic també formaran esquerdes de xarxa durant el refredament superficial d'alta freqüència o amb flama. Per evitar aquestes esquerdes, s'ha de controlar estrictament la qualitat superficial de les peces i s'ha d'evitar la soldadura per oxidació durant el tractament tèrmic. A més, després que la matriu de forja s'hagi utilitzat durant un cert període de temps, les esquerdes de fatiga tèrmica que apareixen en tires o xarxes a la cavitat i les esquerdes en el procés de mòlta de les peces refredades pertanyen a aquesta forma.

Les esquerdes de pelat es produeixen en una zona molt estreta de la capa superficial. La tensió de compressió actua en les direccions axial i tangencial, i la tensió de tracció es produeix en la direcció radial. Les esquerdes són paral·leles a la superfície de la peça. El pelat de la capa endurida després del refredament de les peces per refredament superficial i carburació pertany a aquest tipus d'esquerdes. La seva aparició està relacionada amb l'estructura desigual de la capa endurida. Per exemple, després que l'acer carburat d'aliatge es refredi a una certa velocitat, l'estructura de la capa carburada és: capa exterior de perlita extremadament fina + carbur, i la subcapa és martensita + austenita residual, la capa interior és de perlita fina o estructura de perlita extremadament fina. Com que el volum específic de formació de la subcapa de martensita és el més gran, el resultat de l'expansió del volum és que la tensió de compressió actua sobre la capa superficial en les direccions axial i tangencial, i la tensió de tracció es produeix en la direcció radial, i es produeix una mutació de tensió cap a l'interior, passant a un estat de tensió de compressió, i les esquerdes de pelat es produeixen en zones extremadament primes on la tensió transita bruscament. Generalment, les esquerdes s'amaguen a l'interior paral·lelament a la superfície i, en casos greus, poden causar pelat superficial. Si la velocitat de refredament de les peces carburitzades s'accelera o es redueix, es pot obtenir una estructura uniforme de martensita o una estructura de perlita ultrafina a la capa carburitzada, cosa que pot evitar l'aparició d'aquestes esquerdes. A més, durant el refredament superficial d'alta freqüència o amb flama, la superfície sovint es sobreescalfa i la inhomogeneïtat estructural al llarg de la capa endurida pot formar fàcilment aquestes esquerdes superficials.

Les microfissures es diferencien de les quatre esquerdes esmentades anteriorment en què són causades per microtensió. Les esquerdes intergranulars que apareixen després del tremp, el sobreescalfament i el rectificat d'acer per a eines amb alt contingut en carboni o peces carburitzades, així com les esquerdes causades per un reveniment no oportú de les peces trempades, estan totes relacionades amb l'existència i la posterior expansió de microfissures a l'acer.

Les microesquerdes s'han d'examinar al microscopi. Normalment es produeixen als límits de gra d'austenita originals o a la unió de làmines de martensita. Algunes esquerdes penetren a les làmines de martensita. La investigació mostra que les microesquerdes són més freqüents en la martensita maclada escamosa. El motiu és que la martensita escamosa xoca entre si quan creix a alta velocitat i genera una tensió elevada. Tanmateix, la martensita maclada en si mateixa és fràgil i no pot produir deformació plàstica que relaxi la tensió, causant així fàcilment microesquerdes. Els grans d'austenita són gruixuts i la susceptibilitat a les microesquerdes augmenta. La presència de microesquerdes a l'acer reduirà significativament la resistència i la plasticitat de les peces trempades, provocant danys prematurs (fractura) de les peces.

Per evitar microesquerdes en peces d'acer amb alt contingut en carboni, es poden adoptar mesures com ara una temperatura d'escalfament per tremp més baixa, obtenir una estructura de martensita fina i reduir el contingut de carboni a la martensita. A més, el reveniment oportú després del tremp és un mètode eficaç per reduir la tensió interna. Les proves han demostrat que després d'un reveniment suficient per sobre dels 200 °C, els carburs precipitats a les esquerdes tenen l'efecte de "soldar" les esquerdes, cosa que pot reduir significativament els riscos de microesquerdes.

L'anterior és una discussió sobre les causes i els mètodes de prevenció de les esquerdes basats en el patró de distribució de les esquerdes. En la producció real, la distribució de les esquerdes varia a causa de factors com la qualitat de l'acer, la forma de la peça i la tecnologia de processament en calent i en fred. De vegades, les esquerdes ja existeixen abans del tractament tèrmic i s'expandeixen encara més durant el procés de refredament; de vegades, poden aparèixer diverses formes d'esquerdes a la mateixa peça alhora. En aquest cas, basant-se en les característiques morfològiques de l'esquerda, s'ha d'utilitzar una anàlisi macroscòpica de la superfície de fractura, un examen metal·logràfic i, si cal, anàlisi química i altres mètodes per dur a terme una anàlisi exhaustiva des de la qualitat del material i l'estructura organitzativa fins a les causes de l'estrès del tractament tèrmic per trobar l'esquerda, les causes principals i després determinar mesures preventives efectives.

L'anàlisi de fractures d'esquerdes és un mètode important per analitzar les causes de les esquerdes. Qualsevol fractura té un punt de partida per a les esquerdes. Les esquerdes de refredament solen començar des del punt de convergència de les esquerdes radials.

Si l'origen de l'esquerda existeix a la superfície de la peça, vol dir que l'esquerda està causada per una tensió de tracció excessiva a la superfície. Si no hi ha defectes estructurals com ara inclusions a la superfície, però hi ha factors de concentració d'estrès com ara marques de ganivet importants, incrustacions d'òxid, cantonades afilades de peces d'acer o peces de mutació estructural, es poden produir esquerdes.

Si l'origen de l'esquerda és dins de la peça, està relacionat amb defectes del material o una tensió de tracció residual interna excessiva. La superfície de fractura del tremp normal és grisa i de porcellana fina. Si la superfície de fractura és gris fosc i rugosa, és causada per un sobreescalfament o el teixit original és gruixut.

En general, no hi hauria d'haver cap color d'oxidació a la secció de vidre de l'esquerda de refredament, i no hi hauria d'haver descarburació al voltant de l'esquerda. Si hi ha descarburació al voltant de l'esquerda o un color oxidat a la secció de l'esquerda, indica que la peça ja tenia esquerdes abans del refredament, i les esquerdes originals s'expandiran sota la influència de l'estrès del tractament tèrmic. Si es veuen carburs i inclusions segregats a prop de les esquerdes de la peça, significa que les esquerdes estan relacionades amb la segregació severa de carburs a la matèria primera o la presència d'inclusions. Si les esquerdes només apareixen a les cantonades afilades o a les parts de mutació de forma de la peça sense el fenomen anterior, significa que l'esquerda és causada per un disseny estructural irracional de la peça o per mesures inadequades per prevenir esquerdes o per un estrès excessiu del tractament tèrmic.

A més, les esquerdes en el tractament tèrmic químic i les peces de refredament superficial apareixen principalment a prop de la capa endurida. Millorar l'estructura de la capa endurida i reduir l'estrès del tractament tèrmic són maneres importants d'evitar esquerdes superficials.