BRPI0620584A2

BRPI0620584A2 - method for tempering a workpiece and apparatus for tempering a workpiece

Info

Publication number: BRPI0620584A2
Application number: BRPI0620584-4A
Authority: BR
Inventors: Tad Machrowicz
Original assignee: Noble Advanced Tech Inc
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2011-11-16
Also published as: EP1960558A2; KR20080089379A; EP1960558A4; JP2009518543A; WO2008048307A8; US20070131319A1; WO2008048307A2; WO2008048307A3; US20100263770A1

Abstract

MéTODO PARA TEMPERAR UMA PEçA DE TRABALHO E APARELHO PARA TEMPERAR UMA PEçA DE TRABALHO. Um método para temperar uma peça de trabalho é provido. O método inclui prover uma peça de trabalho de liga ferrosa tendo uma fase martensítica e/ou bainítica nela, aquecer pelo menos uma porção da peça de trabalho a uma temperatura pré-selecionada e então resfriar a peça de trabalho a uma temperatura mais baixa. A temperatura pré-selecionada está abaixo da temperatura de austenização da liga e o aquecimento é realizado em não mais que 60 segundos. Uma configuração da presente invenção aquece a peça de trabalho usando aquecimento por resistência.METHOD FOR TEMPERATING A WORKPIECE AND APPLIANCE FOR TEMPERING A WORKPIECE. A method for tempering a workpiece is provided. The method includes providing a ferrous alloy workpiece having a martensitic and / or bainitic phase in it, heating at least a portion of the workpiece to a pre-selected temperature and then cooling the workpiece to a lower temperature. The pre-selected temperature is below the austenizing temperature of the alloy and heating is carried out in no more than 60 seconds. One embodiment of the present invention heats the workpiece using resistance heating.

Description

"MÉTODO PARA TEMPERAR UMA PEÇA DE TRABALHO E APARELHO PARA TEMPERAR UMA PEÇA DE TRABALHO""METHOD FOR TEMPERING A WORKPIECE AND APPARATUS FOR TEMPERING A WORKPIECE"

Campo da invençãoField of the invention

Esta invenção relaciona-se geralmente com metalurgia. Mais especificamente, a invenção relaciona-se com um processo e método para temperar um material de liga ferrosa que inclui uma fase martensítica nele. 0 mais especificamente, a invenção relaciona-se com um método e aparelho para rapidamente temperar um artigo de liga ferrosa tendo uma fase martensítica nele.This invention generally relates to metallurgy. More specifically, the invention relates to a process and method for tempering a ferrous alloy material that includes a martensitic phase therein. More specifically, the invention relates to a method and apparatus for rapidly tempering a ferrous alloy article having a martensitic phase therein.

Antecedentes da invençãoBackground of the invention

Vários aços e outras tais ligas ferrosas podem ser endurecidas aquecendo estes materiais a uma temperatura acima de sua temperatura de austenização e então resfriando-os em um tempo/perfil de temperatura apropriados tal que uma fase se forme neles. O perfil de resfriamento é selecionado tal que o material da liga passe por uma primeira temperatura limite designada a temperatura de início de martensita, e então através de uma segunda temperatura, mais baixa, designada a temperatura de final de martensita ou de interrupção. Os valores e locais específicos do início de martensita e limites: finais em uma curva de tempo/temperatura dependerão da particular liga sendo utilizada. Aços designados como endurecíveis geralmente têm seus valores para o início de martensita e limites finais tais que os aços possam ser facilmente temperados para formar a fase martensítica.Various steels and other such ferrous alloys may be hardened by heating these materials to a temperature above their austenization temperature and then cooling them to an appropriate time / temperature profile such that a phase is formed in them. The cooling profile is selected such that the alloy material goes through a first limit temperature called the martensite start temperature, and then through a lower second temperature, called the martensite end or interruption temperature. The specific values and locations of martensite start and end: limits on a time / temperature curve will depend on the particular alloy being used. Hardened steels generally have their values for the start of martensite and end limits such that the steels can easily be hardened to form the martensitic phase.

A martensita é uma estrutura cristalina formada por transformações displacivas, em oposição a transformações difusivas mais lentas. Entretanto, a martensita é o mais comumente conhecida como uma forma de ferro ferrita supersaturado com carbono encontrada em aços muito duros.Martensite is a crystalline structure formed by displacive transformations as opposed to slower diffusive transformations. However, martensite is most commonly known as a form of carbon-supersaturated ferrite iron found in very hard steels.

A martensita é formada por üm rápido resfriamento de austenita que captura os átomós de carbono tal que eles não tenham tempo suficiente para se difundir para fora da estrutura cristalina austenítica e inclui grãos de ferrita supersaturados com carbono. A martensita é somente distinta de ferrita ordinária em que sua formação depende de transformação displaciva ao invés de difusão e nucleação, ambas as quais são relativamente lentas. Os efeitos da martensita podem ser facilmente reduzidos ou eliminados com a aplicação de calor. Portanto, aços que requerem alta resistência podem ser temperados para produzir uma superabundância de martensita e então temperados para gradualmente reduzir sua concentração até que a estrutura certa para a aplicação pretendida seja conseguida.Martensite is formed by a rapid cooling of austenite that captures carbon atoms so that they do not have enough time to diffuse out of the austenitic crystal structure and include supersaturated carbon ferrite grains. Martensite is only distinct from ordinary ferrite in that its formation depends on displacive transformation rather than diffusion and nucleation, both of which are relatively slow. The effects of martensite can be easily reduced or eliminated by applying heat. Therefore, steels requiring high strength can be hardened to produce a martensite overabundance and then hardened to gradually reduce its concentration until the right structure for the intended application is achieved.

Aços com martensita neles são comumente referidos como aços martensíticos por aqueles experientes na técnica. Aços martensíticos são duros mas quebradiços. As resistências à tração típicas de aços martensíticos, ou na alternativa referidos como aços de martensita, são aproximadamente 22 0 ksi, seus escoamentos são tipicamente 190 ksi, e o alongamento porcentual é aproximadamente 4%. Estes aços são muito quebradiços para muitas operações de fabricação, também seu alto grau de fragilidade pode limitar sua utilidade em aplicações particulares. Como tal, muitas aplicações, incluindo aplicações de veículo a motor, requerem que os aços martensíticos sejam temperados de modo a melhorar suas características de alongamento. A têmpera envolve reaquecer o material da liga a uma temperatura que seja maior que a temperatura de início de martensita mas menor que a temperatura de austenização, e subseqüentemente resfriar a liga de volta para a temperatura ambiente. O processo de têmpera reduz os efeitos da martensita e/ou produz outras fases na liga que moderam as propriedades da fase martensítica. As resistências à tração típicas para aços martensíticos temperados podem ser tão baixas quanto aproximadamente 100 ksi, escoamentos de aproximadamente 80 ksi, e alongamento de pelo menos 15%. A têmpera pode produzir vários graus de martensita tendo propriedades em qualquer lugar através desta faixa. A bainita é uma estrutura não lamelar fina que se forma em aços quando a austenita é rapidamente resfriada abaixo de uma temperatura crítica de aproximadamente 723°C. Ela pode ser similar em constituição à perlita, mas com a formação de ferrita por um mecanismo displacivo similar ã formação de martensita. Entretanto ao contrário da martensita, a transformação displaciva é usualmente seguida pela precipitação de carbetos a partir da ferrita ou austenita supersaturadas. Assim a morfologia é tipicamente compreendida de agregados de placas de ferrita separadas por cementita, embora austenita e/ou martensita não transformadas possam estar presentes entre as placas de ferrita. Quando formada durante resfriamento contínuo, a taxa de resfriamento para formar bainita é mais alta do que a requerida para formar perlita, mas mais baixa do que para formar martensita.Martensite steels in them are commonly referred to as martensitic steels by those skilled in the art. Martensitic steels are hard but brittle. Typical tensile strengths of martensitic steels, or alternatively referred to as martensite steels, are approximately 220 ksi, their yields are typically 190 ksi, and the percent elongation is approximately 4%. These steels are very brittle for many manufacturing operations, also their high degree of brittleness may limit their usefulness in particular applications. As such, many applications, including motor vehicle applications, require martensitic steels to be hardened to improve their elongation characteristics. Quenching involves reheating the alloy material to a temperature that is higher than the martensite start temperature but lower than the austenization temperature, and subsequently cool the alloy back to room temperature. The quenching process reduces the effects of martensite and / or produces other phases in the alloy that moderate the properties of the martensitic phase. Typical tensile strengths for hardened martensitic steels can be as low as approximately 100 ksi, yields of approximately 80 ksi, and elongation of at least 15%. Quenching can produce varying degrees of martensite having properties anywhere across this range. Bainite is a thin non-lamellar structure that forms in steels when austenite is rapidly cooled below a critical temperature of approximately 723 ° C. It may be similar in constitution to perlite, but with the formation of ferrite by a displacive mechanism similar to the formation of martensite. Unlike martensite, however, displacive transformation is usually followed by carbide precipitation from supersaturated ferrite or austenite. Thus the morphology is typically comprised of cementite separated ferrite plate aggregates, although untransformed austenite and / or martensite may be present between the ferrite plates. When formed during continuous cooling, the cooling rate to form bainite is higher than that required to form perlite, but lower than to form martensite.

A têmpera até agora tem sido executada reaquecendo os artigos de martensita e/ou bainita em um forno ou fornalha de têmpera. Este processo é razoavelmente demorado, intenso em hardware, e requer uma quantidade razoavelmente grande de espaço de fabricação dedicado. Em alguns casos a têmpera tem sido executada usando bobinas de aquecimento por indução. Estas bobinas são tipicamente varridas através do artigo para criar uma zona aquecida. Tais processos de aquecimento por indução são difíceis para controlar, particularmente quando o artigo inclui aspectos irregulares tais como aberturas, protuberâncias ou similares, os quais podem distorcer o campo de indução. Geralmente os processos baseados em indução não são capazes de controlar precisamente as propriedades do material dos artigos sendo tratados, e sua utilidade é limitada a aplicações tais como aliviar tensões de artigos endurecidos.Tempering has so far been performed by reheating the martensite and / or bainite articles in a tempering furnace or furnace. This process is reasonably time consuming, hardware intensive, and requires a reasonably large amount of dedicated manufacturing space. In some cases quenching has been performed using induction heating coils. These coils are typically swept through the article to create a heated zone. Such induction heating processes are difficult to control, particularly when the article includes irregular aspects such as openings, protrusions or the like which may distort the induction field. Generally induction based processes are not able to precisely control the material properties of the articles being treated, and their utility is limited to applications such as relieving tensions of hardened articles.

Sumário da invençãoSummary of the Invention

Um método para temperar uma peça de trabalho é provido. 0 método inclui prover uma peça de trabalho de liga ferrosa tendo uma fase de martensita e/ou bainita nela, aquecer pelo menos uma porção da peça de trabalho a uma temperatura pré-selecionada e então resfriar a peça de trabalho para uma temperatura inferior. A temperatura pré-selecionada está abaixo da temperatura de austenização da liga e o aquecimento é realizado em não mais que 60 segundos. Uma configuração da presente invenção aquece a peça de trabalho usando aquecimento por resistência.A method for tempering a workpiece is provided. The method includes providing a ferrous alloy workpiece having a martensite and / or bainite phase therein, heating at least a portion of the workpiece to a preselected temperature and then cooling the workpiece to a lower temperature. The preset temperature is below the alloy austenization temperature and heating is performed in no more than 60 seconds. One embodiment of the present invention heats the workpiece using resistance heating.

Descrição resumida dos desenhosBrief Description of the Drawings

A figura 1 ilustra uma curva de temperatura para uma operação de têmpera instantânea da presente invenção. Descrição detalhada das configurações preferidas De acordo com a presente invenção, foi descoberto que a têmpera de artigos de martensita e/ou bainita pode ser executada em um processo rápido denominado aqui "têmpera instantânea". De acordo com o método da presente invenção e ilustrado aqui pela curva de aquecimento na figura 1, calor é alimentado em uma peça de trabalho durante um período relativamente curto de tempo 100, e em uma quantidade suficiente para elevar a temperatura da peça de trabalho a uma temperatura pré-selecionada 210 abaixo da temperatura de austenização 220. Preferivelmente a temperatura pré-selecionada está acima da temperatura de início de martensita 23 0 mostrada na figura 1, entretanto isto não é requerido para o método ser operável. A temperatura selecionada dependerá da natureza específica da liga sendo tratada e das propriedades desejadas do artigo temperado. 0 artigo é então resfriado, seja sob condições ambiente ou por contato com um líquido refrigerante tal como um gás ou líquido, de modo a retornar a peça de trabalho a uma temperatura adequada para processamento ou manuseio adicional. Este processo de aquecimento e resfriamento precisamente controlado tempera a fase martensítica diminuindo dessa forma a fragilidade do artigo.Figure 1 illustrates a temperature curve for an instant tempering operation of the present invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In accordance with the present invention, it has been found that the tempering of martensite and / or bainite articles can be performed in a rapid process referred to herein as "instant tempering". In accordance with the method of the present invention and illustrated here by the heating curve in Figure 1, heat is fed into a workpiece for a relatively short period of time 100, and in an amount sufficient to raise the temperature of the workpiece to a preselected temperature 210 below the austenization temperature 220. Preferably the preselected temperature is above the martensite start temperature 230 shown in figure 1, however this is not required for the method to be operable. The temperature selected will depend upon the specific nature of the alloy being treated and the desired properties of the hardened article. The article is then cooled, either under ambient conditions or by contact with a refrigerant such as a gas or liquid, to return the workpiece to a temperature suitable for further processing or handling. This precisely controlled heating and cooling process tempers the martensitic phase thereby reducing the fragility of the article.

O aquecimento é tipicamente realizado por um processo que possa rapidamente e precisamente alimentar energia térmica em um artigo. Um tal processo compreende aquecimento por resistência onde um fluxo de corrente elétrica passando através de uma peça de trabalho provoca o aquecimento daquela peça de trabalho. Outros métodos de aquecimento podem compreender aquecimento radiante onde um fluxo de energia de fótons é dirigido à peça de trabalho, aquecimento por plasma ou aquecimento a chama. Em alguns casos, um fluxo de um fluido inerte, quente, tal como um gás ou líquido pode ser utilizado para aquecer a peça de trabalho.Heating is typically accomplished by a process that can quickly and accurately feed thermal energy into an article. Such a process comprises resistance heating where a flow of electric current passing through a workpiece causes that workpiece to heat up. Other heating methods may comprise radiant heating where a photon energy flow is directed to the workpiece, plasma heating or flame heating. In some cases, a flow of a hot inert fluid such as a gas or liquid may be used to heat the workpiece.

Em uma configuração particular da presente invenção, a quantidade de calor requerido para aquecer a porção da peça de trabalho sendo temperada é predeterminada. Isto pode ser feito calculando a energia térmica requerida baseado em características conhecidas ou medidas da peça de trabalho. Em outros casos, a quantidade de calor requerido pode ser determinada empiricamente medindo mudanças de temperatura na peça de trabalho quando, ou enquanto, calor está sendo alimentado a ela. Em qualquer caso, uma vez que a quantidade de calor requerida para levar a porção da peça de trabalho sendo temperada a uma temperatura é determinada, aquela quantidade de calor pode ser prontamente e rapidamente alimentada à peça de trabalho, como por exemplo fluindo uma corrente através dela ou expondo a peça de trabalho a um fluxo de energia eletromagnética. Em um grupo de configurações da presente invenção, o calor é alimentado na peça de trabalho durante um período de tempo que é não maior que cinco segundos. Em casos específicos, a energia térmica é alimentada durante um período de não mais que um segundo.In a particular embodiment of the present invention, the amount of heat required to heat the portion of the workpiece being tempered is predetermined. This can be done by calculating the required thermal energy based on known characteristics or measurements of the workpiece. In other cases, the amount of heat required may be determined empirically by measuring temperature changes in the workpiece when or while heat is being fed to it. In any case, since the amount of heat required to bring the portion of the workpiece being tempered to a temperature is determined, that amount of heat can be readily and rapidly fed to the workpiece, such as by flowing a stream through exposing the workpiece to a flow of electromagnetic energy. In a group of embodiments of the present invention, heat is fed into the workpiece for a period of time that is no longer than five seconds. In specific cases, thermal energy is supplied for a period of no more than one second.

Em alguns casos, a presente invenção pode ser usada para seletivamente temperar porções de uma peça de trabalho de modo a prover propriedades variadas e controladas através dela. Por exemplo, uma peça de trabalho tendo uma fase martensítica através de substancialmente todo seu volume pode ser seletivamente temperada tal que porções da peça de trabalho terão propriedades de fragilidade reduzida e alongamento aumentado. Desta maneira, estruturas absorventes de energia tal como feixes de intrusão para veículos a motor e similares podem ser fabricadas. Em alguns casos, o sistema pode ser operativo para fornecer um "pulso" de energia térmica para toda ou parte de uma peça de trabalho em uma quantidade suficiente para causar a têmpera instantânea. A magnitude deste pulso pode ser determinada por cálculo baseado nas propriedades da peça de trabalho ou por calibração contra uma peça de trabalho padrão. Em outros casos, o sistema pode ser operável em um modo de real iment ação onde um fluxo relativamente grande de energia é alimentado a uma peça de trabalho, a temperatura da peça de trabalho é detectada, e a alimentação de energia é modulada apropriadamente tal que a peça de trabalho alcance a temperatura desejada. Em alguns casos, a alimentação de energia será terminada quando a temperatura detectada da peça de trabalho estiver no nível determinado, enquanto em outrosi casos ela será terminada em algum ponto mais cedo para; permitir a ultrapassagem da temperatura. Em ainda outros casos, a alimentação de energia pode ser controlada de modo a manter a peça de trabalho em uma particular temperatura por um tempo desejado.In some cases, the present invention may be used to selectively temper portions of a workpiece to provide varied and controlled properties therethrough. For example, a workpiece having a martensitic phase through substantially all of its volume may be selectively tempered such that portions of the workpiece will have reduced brittleness and increased elongation properties. In this way, energy absorbing structures such as intrusion beams for motor vehicles and the like can be fabricated. In some cases, the system may be operative to provide a "pulse" of thermal energy for all or part of a workpiece in an amount sufficient to cause instant quenching. The magnitude of this pulse can be determined by calculation based on workpiece properties or by calibration against a standard workpiece. In other cases, the system may be operable in a real mode where a relatively large flow of energy is fed to a workpiece, the temperature of the workpiece is detected, and the power supply is appropriately modulated such that the workpiece reaches the desired temperature. In some cases, the power supply will be terminated when the detected temperature of the workpiece is at the set level, while in other cases it will be terminated at some point earlier to; allow the temperature to be exceeded. In still other cases, the power supply may be controlled to keep the workpiece at a particular temperature for a desired time.

Uma vez que a temperatura desejada é alcançada, a peça de trabalho é opcionalmente mantida naquela temperatura e resfriada de volta para a temperatura ambiente de modo a completar o processo de têmpera. Em geral, a taxa de resfriamento não é crítica de um ponto de vista metalúrgico. Naqueles casos onde a peça de trabalho é relativamente fina, o resfriamento pode ser simplesmente realizado por contato com a atmosfera ambiente. Em outros casos, o resfriamento pode ser intensificado fluindo um fluido gasoso ou líquido através da peça de trabalho. Em algumas configurações particulares da presente invenção, o aquecimento e resfriamento podem ser dinamicamente balanceados para conseguir o perfil de aquecimento correto. Por exemplo, um pulso térmico pode ser alimentado à peça de trabalho, e em algum ponto durante a alimentação ativa de calor, fluxo de refrigerante pode ser iniciado. Em outros casos, o fluxo de refrigerante pode começa após a alimentação do pulso térmico.Once the desired temperature is reached, the workpiece is optionally kept at that temperature and cooled back to room temperature to complete the quenching process. In general, the cooling rate is not critical from a metallurgical point of view. In those cases where the workpiece is relatively thin, cooling can simply be accomplished by contact with the ambient atmosphere. In other cases, cooling may be intensified by flowing a gaseous fluid or liquid through the workpiece. In some particular embodiments of the present invention, heating and cooling may be dynamically balanced to achieve the correct heating profile. For example, a thermal pulse may be fed to the workpiece, and at some point during active heat supply, refrigerant flow may be initiated. In other cases, refrigerant flow may begin after the thermal pulse has been fed.

A duração do pulso térmico empregado na presente invenção dependerá da temperatura à qual o artigo deve ser aquecido, bem como da condutividade térmica e dimensões do artigo. É uma característica notável da presente invenção que pulsos térmicos relativamente curtos podem ser empregados para temperar um artigo. Isto simplifica grandemente o processo de tempera e reduz o tempo de manutenção requerido para o processo de têmpera bem como o espaço que deve ser dedicado ao mesmo. Em um processo de têmpera típico da presente invenção, o artigo é aquecido à temperatura desejada durante um período de tempo que é não mais que um minuto, e em casos particulares não mais que cinco segundos. Em configurações particulares, o aquecimento é realizado por um pulso muito curto de energia que pode ser· energia elétrica no caso de aquecimento por resistência ou energia eletromagnética no caso de aquecimento .indutivo ou aquecimento radiante.The duration of the thermal pulse employed in the present invention will depend upon the temperature at which the article is to be heated, as well as the thermal conductivity and dimensions of the article. It is a notable feature of the present invention that relatively short thermal pulses can be employed to temper an article. This greatly simplifies the tempering process and reduces the maintenance time required for the tempering process as well as the space that must be dedicated to it. In a typical tempering process of the present invention, the article is heated to the desired temperature for a period of time not more than one minute, and in particular cases no more than five seconds. In particular configurations, heating is performed by a very short pulse of energy which may be electrical energy in the case of resistance heating or electromagnetic energy in the case of inductive heating or underfloor heating.

Os princípios da presente invenção são particularmente bem adaptados para temperar artigos relativamente finos tais como componentes da estrutura ou da carroceria de veículos a motor ou outros elementos estruturais para construções tanto estáticas quanto móveis. Como tal, a presente invenção tem particular vantagem para operações de têmpera executadas em artigos tendo uma espessura menor que 5 mm e em casos específicos menor que 2 mm.The principles of the present invention are particularly well suited for tempering relatively thin articles such as motor vehicle frame or body components or other structural elements for both static and mobile constructions. As such, the present invention has particular advantage for tempering operations performed on articles having a thickness of less than 5 mm and in specific cases less than 2 mm.

0 processo da presente invenção pode ser integrado em outros processos de trabalho com metal e tratamentos. Por exemplo, artigos metálicos são fabricados por um processo onde aquecimento por resistência é utilizado para elevar a temperatura de uma peça de trabalho para facilitar operações de conformação. Em tais casos, a temperatura é tipicamente elevada acima da temperatura de austenização de modo a amolecer o metal. Subseqüentemente, tais artigos são temperados, tipicamente por contato com um fluido de tempera de modo a formar uma fase martensítica e endurecer o artigo. Como notado acima, tais artigos martensíticos são tipicamente muito quebradiços e de utilidade limitada. Entretanto, em aços típicos usados em processos de fabricação de grande volume, não é possível formar diretamente uma fase metalúrgica exibindo uma combinação desejada de alta resistência e ductilidade.The process of the present invention may be integrated into other metal working processes and treatments. For example, metal articles are manufactured by a process where resistance heating is used to raise the temperature of a workpiece to facilitate forming operations. In such cases, the temperature is typically raised above the austenization temperature to soften the metal. Subsequently, such articles are tempered, typically by contact with a tempering fluid to form a martensitic phase and harden the article. As noted above, such martensitic articles are typically very brittle and of limited utility. However, in typical steels used in high volume manufacturing processes, it is not possible to directly form a metallurgical phase exhibiting a desired combination of high strength and ductility.

Portanto, como discutido anteriormente, tais artigos necessitam ser temperados separadamente. Naqueles casos onde um processo de aquecimento rápido tal como aquecimento por resistência ou indutivo é utilizado, o mesmo aparelho que opera para prover aquecimento para trabalhar o metal e a formação de martensita pode ser utilizado para temperar o artigo usando o método da presente invenção. Em tais casos, o sistema pode ser programado para fornecer um pulso de energia apropriado para têmpera instantânea do artigo. Em vista dos ensinamentos apresentados aqui, alguém experiente na técnica pode prontamente adaptar tal aparelho para operação neste modo.Therefore, as discussed earlier, such articles need to be seasoned separately. In those cases where a rapid heating process such as resistance or inductive heating is used, the same apparatus that operates to provide heat for metal working and martensite formation may be used to temper the article using the method of the present invention. In such cases, the system may be programmed to provide an appropriate energy pulse for instant article tempering. In view of the teachings presented herein, one skilled in the art can readily adapt such an apparatus for operation in this mode.

A discussão e descrição anteriores são ilustrativas de configurações específicas da presente invenção, mas não são pretendidas a serem uma limitação sobre a prática da mesma. Numerosas modificações e variações da mesma serão aparentes à alguém experiente na técnica em vista dos ensinamentos apresentados aqui. São as reivindicações seguintes, incluindo todas as equivalentes, que definem o escopo da invenção.The foregoing discussion and description are illustrative of specific embodiments of the present invention, but are not intended to be a limitation on the practice thereof. Numerous modifications and variations thereof will be apparent to one skilled in the art in view of the teachings presented herein. The following claims, including all equivalents, define the scope of the invention.

Claims

1. Método para temperar uma peça de trabalho, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: prover uma peça de trabalho de liga ferrosa, a citada peça de trabalho tendo uma fase martensítica e/ou bainítica nela; aquecer pelo menos uma porção da citada peça de trabalho a uma temperatura pré-selecionada que está abaixo da temperatura de austenização da citada liga ferrosa, sendo que o aquecimento é realizado em não mais que 60 segundos; e resfriar a citada peça de trabalho a uma temperatura que está abaixo da temperatura pré-selecionada.Method for tempering a workpiece, comprising the steps of: providing a ferrous alloy workpiece, said workpiece having a martensitic and / or bainitic phase therein; heating at least a portion of said workpiece to a preselected temperature which is below the austenization temperature of said ferrous alloy, with heating being performed in no more than 60 seconds; and cooling said workpiece to a temperature which is below the preselected temperature.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o aquecimento da citada peça de trabalho ser realizado em não mais que 30 segundos.Method according to claim 1, characterized in that the heating of said workpiece is carried out in no more than 30 seconds.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o citado aquecimento ser realizado por aquecimento por resistência.Method according to claim 1, characterized in that said heating is carried out by resistance heating.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o citado aquecimento ser realizado por aquecimento por indução.Method according to claim 1, characterized in that said heating is carried out by induction heating.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a citada temperatura pré-selecionada estar acima da temperatura de início de martensita para a citada liga.Method according to claim 1, characterized in that said preselected temperature is above the martensite start temperature for said alloy.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a etapa de aquecimento ser executada em somente uma porção da citada peça de trabalho através do que a citada peça de trabalho é temperada seletivamente.Method according to claim 1, characterized in that the heating step is carried out on only a portion of said workpiece whereby said workpiece is selectively tempered.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a citada peça de trabalho ter uma espessura que é não maior que 5 mm.Method according to claim 1, characterized in that said workpiece has a thickness which is no greater than 5 mm.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a têmpera reduzir a resistência à tração inicial da citada peça de trabalho em pelo menos 15%.Method according to claim 1, characterized in that the quench reduces the initial tensile strength of said workpiece by at least 15%.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o citado resfriamento compreender contatar a citada peça de trabalho com um fluido.Method according to claim 1, characterized in that said cooling comprises contacting said workpiece with a fluid.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de um fluido temperante contatar a citada peça de trabalho durante pelo menos uma parte do tempo do citado aquecimento.Method according to claim 1, characterized in that a tempering fluid contacts said workpiece for at least part of the time of said heating.

11. Método para temperar uma peça de trabalho, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: prover uma peça de trabalho de liga ferrosa, a citada peça de trabalho tendo uma fase martensítica e/ou bainitica nela; determinar a quantidade de energia térmica requerida para aquecer um volume pré-selecionado da citada peça de trabalho a uma temperatura pré-selecionada que está abaixo da temperatura de austenização da citada liga ferrosa; alimentar a citada quantidade de energia térmica no citado volume da citada peça de trabalho; e resfriar a citada peça de trabalho a uma temperatura abaixo da temperatura pré-selecionada.A method for tempering a workpiece, comprising the steps of: providing a ferrous alloy workpiece, said workpiece having a martensitic and / or bainitic phase therein; determining the amount of thermal energy required to heat a preselected volume of said workpiece to a preselected temperature that is below the austenization temperature of said ferrous alloy; feeding said amount of thermal energy into said volume of said workpiece; and cooling said workpiece to a temperature below the preselected temperature.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o citado volume pré- selecionado compreender todo o volume da citada peça de trabalho.Method according to claim 11, characterized in that said preselected volume comprises the entire volume of said workpiece.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o citado volume compreender uma porção do volume da citada peça de trabalho.Method according to claim 11, characterized in that said volume comprises a portion of the volume of said workpiece.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a alimentação da citada quantidade de energia térmica no citado volume ser realizada em não mais que 30 segundos.Method according to claim 11, characterized in that the said amount of thermal energy is fed to said volume in no more than 30 seconds.

15. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a etapa de alimentar a citada quantidade de energia térmica compreender aquecer por resistência o citado volume pré-selecionado.Method according to claim 11, characterized in that the step of feeding said quantity of thermal energy comprises heating by resistance the said preselected volume.

16. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a citada temperatura pré- selecionada estar acima da temperatura de início de martensita para a citada liga.Method according to claim 11, characterized in that said preselected temperature is above the martensite start temperature for said alloy.

17. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a espessura do citado volume pré-selecionado da citada peça de trabalho ser não maior que 5 mm.Method according to claim 11, characterized in that the thickness of said preselected volume of said workpiece is not greater than 5 mm.

18. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a têmpera reduzir a resistência à tração inicial da citada peça de trabalho em pelo menos 15%.Method according to Claim 11, characterized in that the temper reduces the initial tensile strength of said workpiece by at least 15%.

19. Aparelho para temperar uma peça de trabalho, caracterizado pelo fato de compreender: um suporte para receber uma peça de trabalho de uma material de liga ferrosa tendo uma fase martensítica e/ou bainítica; um aquecedor para aquecer a citada peça de trabalho; e um controlador para controlar o citado aquecedor tal que a citada peça de trabalho seja aquecida a uma temperatura pré-selecionada que está abaixo da temperatura de austenização da citada liga ferrosa, sendo que o citado aquecimento é realizado em não mais que 60 segundos.19. A workpiece tempering apparatus comprising: a holder for receiving a workpiece of a ferrous alloy material having a martensitic and / or bainitic phase; a heater for heating said workpiece; and a controller for controlling said heater such that said workpiece is heated to a preselected temperature which is below the austenization temperature of said ferrous alloy, said heating being performed in no more than 60 seconds.

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender um sistema de resfriamento, o citado sistema de resfriamento operativo para resfriar a citada peça de trabalho a uma temperatura abaixo da temperatura pré-selecionada.Apparatus according to claim 19, characterized in that it further comprises a cooling system, said operative cooling system for cooling said workpiece to a temperature below the preselected temperature.