Нормализация стали является разновидностью термической обработки, поэтому понимание термической обработки является первым шагом в понимании нормализации стали. Отсюда нетрудно понять, что такое нормализация стали и почему она является обычной частью сталелитейной промышленности.
Что такое термическая обработка?
Термическая обработка это процесс, в котором металлы нагревают и охлаждают, чтобы изменить их структуру. Изменения химических и физических свойств металлов различаются в зависимости от температуры, до которой они нагреваются, и от того, насколько они охлаждаются после этого. Термическая обработка используется для широкого спектра металлов.
Металлы обычно обрабатывают для улучшения их прочности, твердости, ударной вязкости, пластичности и коррозионной стойкости. Различные способы, которыми металлы могут подвергаться термической обработке, включают отжиг, отпуск и нормализацию.
Основы нормализации
Нормализация удаляет примеси в стали и улучшает ее прочность и твердость. Это происходит путем изменения размера зерна, делая его более однородным по всему куску стали. Сталь сначала нагревают до определенной температуры, затем охлаждают воздухом.
В зависимости от типа стали, нормализующей температуру обычно варьируется от 810 градусов по Цельсию до 930 градусов по Цельсию. Толщина металла определяет, как долго кусок металла удерживается при «температуре выдержки» - температуре, которая трансформирует микроструктуру. Толщина и состав металла также определяют, насколько высоко нагревается заготовка.
Преимущества нормализации
Форма нормализации термообработки дешевле, чем отжиг. Отжиг это термическая обработка процесс, который приближает металл к состоянию равновесия. В этом состоянии металл становится мягче и с ним легче работать. Отжиг, который Американское литейное общество называет «чрезмерным старением», требует медленного приготовления металла, чтобы позволить его микроструктуре трансформироваться. Его нагревают выше критической точки и дают ему остыть медленно, намного медленнее, чем во время процесса нормализации.
Из-за относительной дешевизны нормализация является наиболее распространенным процессом индустриализации металла. Если вам интересно, почему отжиг является более дорогостоящим, Испат Дайджест обеспечивает логическое объяснение разницы в стоимости следующим образом:
«При нормализации, поскольку охлаждение происходит на воздухе, печь готова к следующему циклу, как только наступают стадии нагрева и выдержки». по сравнению с отжигом, где охлаждение печи после нагревания и выдержки требует от 8 до 20 часов, в зависимости от количества обвинять."
Но нормализация не просто дешевле, чем отжиг, она также производит более твердый и прочный металл, чем процесс отжига. Нормализация часто используется при производстве горячекатаных стальных изделий, таких как железнодорожные колеса, прутки, оси и другие кованые стальные изделия.
Предотвращение структурных нарушений
Пока нормализация может иметь преимущества перед отжигом, железо обычно выигрывает от любого вида термической обработки. Это вдвойне верно, когда рассматриваемая форма отливки сложна. Чугунные отливки сложной формы (которые можно найти в промышленных условиях, таких как шахты, нефтяные промыслы и тяжелые машины), подвержены структурным проблемам после охлаждения. Эти структурные нарушения могут исказить материал и вызвать другие проблемы в механике железа.
Чтобы предотвратить возникновение таких проблем, металлы проходят процессы нормализации, отжига или снятия напряжения.
Металлы, которые не требуют нормализации
Не все металлы требуют нормализации теплового процесса. Например, для низкоуглеродистых сталей редко требуется нормализация. При этом, если такие стали нормализуются, материал не причинит вреда. Кроме того, когда чугунные отливки имеют одинаковую толщину и одинаковые размеры сечения, их обычно подвергают процессу отжига, а не процессу нормализации.
Другие процессы термообработки
Цементация стали: Обуглероживающая термообработка - это введение углерода в поверхность стали. Науглероживание происходит, когда сталь нагревают выше критической температуры в печи науглероживания, которая содержит больше углерода, чем сталь.
обезуглероживание: Обезуглероживание - это удаление углерода с поверхности стали. Обезуглероживание происходит, когда сталь нагревают выше критической температуры в атмосфере, которая содержит меньше углерода, чем сталь.
Сталь глубокой заморозки: Глубокая заморозка - это охлаждение стали до температуры около -100 градусов по Фаренгейту или ниже для завершения превращения аустенита в мартенсит.