Quali cambiamenti apporta lo speciale processo di trattamento termico alla microstruttura della molla del freno?

Lo speciale processo di trattamento termico rimodella profondamente la morfologia microscopica del molla del freno attraverso la trasformazione e la riorganizzazione di fase in più fasi. Nel processo di tempra, l'austenite ad alta temperatura subisce una trasformazione di taglio in condizioni di raffreddamento severe, formando una rete di martensite con un denso intreccio di dislocazioni, e l'austenite residua dispersa riempie gli spazi vuoti sotto forma di una pellicola sottile. Questa struttura non solo mantiene un'elevata resistenza ma migliora anche la capacità di coordinamento della deformazione. Dopo l'introduzione del processo isotermico graduale, alcune aree subiscono una trasformazione diffusiva, generando strati inferiori di bainite con alternanza di carburi e ferriti. La sua sottile matrice in carburo blocca efficacemente il movimento della lussazione. Durante il processo di rinvenimento, la matrice martensite subisce decomposizione e riorganizzazione, facendo precipitare una fase di rafforzamento del carburo ε su scala nanometrica, mentre l'austenite residua viene parzialmente trasformata in martensite secondaria, formando una struttura tridimensionale interconnessa composta da martensite rinvenuta, austenite stabile e carburi.

Il processo di trattamento superficiale crea una struttura nanocristallina a gradiente sulla superficie del materiale e i grani ultrafini da 50 nanometri sulla superficie passano a grani inferiori al micron all'interno. Questa organizzazione del gradiente migliora significativamente la capacità di resistere alla propagazione delle cricche. Lo strato di tensione residua di compressione prodotto dalla pallinatura può raggiungere una profondità di 300 micron. La rete di dislocazioni ad alta densità formata dalla distorsione reticolare superficiale lavora in sinergia con la fase di precipitazione fine interna per trasferire il punto di concentrazione dello stress dalla superficie al sottosuolo. Il fenomeno della segregazione del bordo grano causato dalla migrazione degli elementi di lega è particolarmente evidente durante il trattamento ad alta temperatura. L'arricchimento di elementi come cromo e molibdeno ai bordi del grano forma una barriera resistente alla corrosione e l'effetto rinforzante della soluzione solida del silicio inibisce l'ingrossamento dei carburi. Questa struttura composita multiscala consente al materiale di mantenere una resistenza di 2000 MPa, aumentando al tempo stesso la resistenza alla frattura di circa il 40% e prolungando la durata alla fatica di due ordini di grandezza.