Que alterações o processo de tratamento térmico especial traz à microestrutura da mola do freio?

O processo especial de tratamento térmico remodela profundamente a morfologia microscópica do mola de freio através da transformação e reorganização de fases em vários estágios. No processo de têmpera, a austenita de alta temperatura sofre uma transformação de cisalhamento sob condições severas de resfriamento, formando uma rede de ripas martensíticas com denso emaranhamento de discordâncias, e a austenita residual dispersa preenche as lacunas das ripas na forma de um filme fino. Esta estrutura não só mantém alta resistência, mas também melhora a capacidade de coordenação de deformação. Após a introdução do processo isotérmico graduado, algumas áreas sofrem uma transformação de difusão, gerando camadas inferiores de bainita com alternância de carbonetos e ferritas. Sua matriz de metal duro bloqueia efetivamente o movimento de deslocamento. Durante o processo de revenimento, a matriz martensita sofre decomposição e reorganização, precipitando uma fase de fortalecimento de carboneto ε em nanoescala, enquanto a austenita residual é parcialmente transformada em martensita secundária, formando uma estrutura tridimensional interligada composta por martensita revenida, austenita estável e carbonetos.

O processo de tratamento de superfície constrói uma estrutura nanocristalina gradiente na superfície do material, e os grãos ultrafinos de 50 nanômetros na superfície fazem a transição para grãos submicrométricos no interior. Esta organização de gradiente melhora significativamente a capacidade de resistir à propagação de fissuras. A camada de tensão compressiva residual produzida pelo shot peening pode atingir uma profundidade de 300 mícrons. A rede de deslocamento de alta densidade formada pela distorção da rede superficial funciona sinergicamente com a fase de precipitação fina interna para transferir o ponto de concentração de tensão da superfície para o subsolo. O fenômeno de segregação dos limites de grão causado pela migração de elementos de liga é particularmente óbvio durante o tratamento em alta temperatura. O enriquecimento de elementos como cromo e molibdênio nos limites dos grãos forma uma barreira resistente à corrosão, e o efeito de fortalecimento da solução sólida do silício inibe o engrossamento dos carbonetos. Esta estrutura composta em múltiplas escalas permite que o material mantenha uma resistência de 2.000 MPa enquanto aumenta a tenacidade à fratura em cerca de 40% e prolonga a vida em fadiga em duas ordens de grandeza.