Принцип на нормализиране на стоманата

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Нормализирането на стоманата се отнася до процеса на втвърдяване чрез цикъл на нагряване до определена температура и охлаждане. Термичната обработка има различни режими за всеки тип метал. В резултат на прилагането на технологията материалът става по-здрав поради елиминирането на дефектите. Последните неизбежно се появяват в резултат на предишни етапи в производството на стоманени изделия.

Цел на технологията

Нормализацията на стоманата може да се извърши в гаражни условия с подходящо оборудване. Предимството на технологията е производството на тънък евтектоид. Структурата на този слой пряко влияе върху здравината и твърдостта на метала.

Тъй като нормализирането на стоманата се извършва за подобряване на качеството на продукта, цената на неговото производство съответно се увеличава. Технологията се използва само когато е необходимо. За леко натоварени части не се изисква. Често е приложимо за производството на профилен метал.

Технологията може да бъде заместител на такива процедури като втвърдяване с високо темпериране, класическо отгряване. Нормализирането на средно въглеродната стомана не дава висока якост, сравнима с структурата след втвърдяване. Но не води досилна деформация и помага да се отървете от вътрешни пукнатини.

Същността на технологията

Нормализирането на стоманата се отнася до метода на термична обработка. Има няколко технологии за нагряване на метали, които се различават по условия:

• Температурата на нагряване на метали и сплави е различна.
• Задържане на времето за задържане.
• Видът на охлаждане по-често се удължава поради топлообмен с околната среда.

Бавното охлаждане прави възможно получаването на равномерен състав на стомана. Целта на отгряване е хомогенна метална структура, желание за премахване на черупки и кухини, малки пукнатини.

Следните видове отгряване обикновено се използват за намаляване на локалното сгъстяване след горещо и студено валцуване:

• Дифузия - променя химическия състав.
• Пълен - засяга цялата структура, помага за постигане на еднородност.
• Прекристализация - премахва втвърдяването на стоманите.
• Непълна - прави стоманата по-гъвкава за металообработка.
• Изотермичен - най-добрият начин за намаляване на здравината на стоманата.
• Сфероидизиране - превръща плоските перлитни зърна в сферични.

Температурата за нормализиране на стоманата беше избрана емпирично за всеки тип сплав. След леене или студено валцуване нито един детайл няма идеална структура. Допълнителна термична обработка - отгряване - помага за коригиране на ситуацията.

Корекция на химическия състав

Нормализация и втвърдяванестомана е необходима за коригиране на вътрешните нехомогенности след леене. Фасонните отливки и блокове се подлагат на термична обработка. Това най-често се изисква за продукти от легирана стомана.

За да поправите дефекти в стоманата, трябва да загреете до много висока температура. В това състояние атомите на легиращите елементи започват да се движат. Има равномерно преразпределение на вътрешния обем.

При 1100 градуса е оптималната топлинна обработка на стоманата. Нормализирането на дифузията продължава около 10-20 часа при нагряване, последвано от много бавно охлаждане.

Пълно отгряване

Нормализирането и втвърдяването на хипоевтектоидната стомана е необходимо за коригиране на структурата, нарушена от нагряване в процеса на производство на отливки и изковки, обработени под налягане. Температурата на обработка трябва да надвишава критичната точка, когато перлитът започне да се трансформира в аустенит.

Повишаването на температурата трябва да бъде строго с 30-50 градуса над критичната точка Ac3. Тази стойност за легирани стомани се взема от таблиците, а за въглеродни стомани се определя от диаграмата на състоянието. Процес на нормализиране:

• Началният етап е нагряване с 30-50 градуса над критичната температура на Ac3. Образуват се аустенитни зърна.
• Задържането при висока температура е придружено от растежа на аустенитните зърна.
• Дългосрочно равномерно охлаждане - малки аустенитни кристали се разпадат на няколко перлитни зърна. продължаваравномерно запълване на структурата на феритния перлит.

Изисква се непълно отгряване, за да се намали твърдостта на металите. По-често се налага при условията на рязане на метал. В резултат на нормализирането излишното напрежение на стоманата се елиминира. За разлика от пълното отгряване, целият процес протича при по-ниски температури. Съответно се изразходва по-малко време.

Обработка на сложни легирани стомани

По време на процеса на изотермично нормализиране, твърдите метали стават по-ковки за рязане. Нагряването става при следните температури:

• Конструкционни стомани - не по-високи от 30-50 градуса от критичната точка Ac3.
• Инструментални стомани - 5-100 градуса по-високи от точка Ac1.

За разлика от разглежданите методи, при изотермично отгряване се извършва охлаждане на стомана, потопена в разтопена сол. Естественото охлаждане се извършва, след като температурата падне до 700 градуса. В този момент аустенитът напълно се трансформира в перлитни зърна.

Корекция на нарушена структура на метали и сплави

Двустепенното охлаждане на стоманите прави възможно превръщането на перлитните плочи в зърна. Нагряването става до температура над точката Ac1. След това се намалява до 700 и се поддържа до 500 градуса. Освен това металът се охлажда дълго време на въздух. Това нормализиране се нарича сфероидизиране. В резултат на това продуктът може лесно да бъде нарязан. Ето как се обработват метали, съдържащи 0,65% въглерод.

Klep е образованието повечездрави участъци от метал след студено щамповане или изтегляне. Рекристализационното отгряване премахва този дефект - крехкостта на стоманите се елиминира чрез нагряване до 700 градуса (под Ac1). В този момент кристализационната решетка на металите се възстановява. Структурата става фино зърнеста и хомогенна. Може да се извърши и ярко отгряване, като се възстановяват свойствата на стоманите след валцуване на листове, за да се поддържа лъскава повърхност.