Нормализация стали
Одним из вариантов изменения показателей стали считается термическая обработка. Она включает несколько методов, одним из которых считается нормализация. Дальше рассмотрены принципы и использование этой технологии, отличия ее от других методов данной группы.
Общие положения
Принцип множества технологий термообработки предполагает нагрев и выдержку сталей и охлаждение, что изменяет их строение. Не обращая внимания на один принцип и сходные цели, любая из них имеет конкретные температурные и временные режимы. Термическая обработка может послужить и в виде промежуточного этапа, и исполнять роль окончательного тех. процесса. В первом варианте подобные приемы применяются для подготовки материала к следующей отделке, а в другом этим вариантом придают обновленные свойства.
Нормализацией стали называют процесс нагрева, выдержки материала, его будущего охлаждения на воздухе.
В результате сформировывается нормализованная структура. Этим поясняется наименование этого варианта обработки.
Нормализация используется для разных сталей, а еще отливок. Более того этой операции подвергают для размельчения структуры материала сварные швы.
Суть нормализации состоит в нагреве стали до температуры, превышающей верхние критические температурные значения на 30 — 50°С , выдержке и охлаждении.
Температуру выбирают на основе типа материала. Так, заэвтектоидные варианты следует улучшить в температурном интервале между точками Ас1 и Ас3, тогда как для доэвтектоидной стали применяют температуры более Ас3. В результате все материалы первого типа приобретают одинаковую твердость благодаря тому, что в раствор переходит одинаковое кол-во углерода, и крепится одинаковое кол-во аустенита. Выходит которая состоит из мартенсита и цемента структура.
Второй элемент содействует повышению стойкости к износу и твердости материала. Нагрев высокоуглеродистой стали более Ас3 ведет к увеличению внутренних стрессов вследствие роста зерен аустенита и повышению его количества за счёт возрастания концентрации углерода в нем, приводящей к уменьшению температуры мартенситного превращения. Благодаря этому уменьшаются твердость и крепость.
Что же касается доэвтектоидной стали, при нагревании более Ас3 она получает очень высокую вязкость. Это вызвано тем, что в стали из низких углеродов при этом образуется мелкозернистый аустенит, какой после охлаждения переходит в мелкокристаллический мартенсит. Температуры между Ас1 и Ас3 не применяют для обработки подобных материалов, так как структура доэвтектоидной стали в этом случае получает феррит, снижающий ее твердость после нормализации и механичные свойства после отпуска.
Комфортные температуры нагрева при самых разных видах термические обработки
Время выдержки определяет степень гомогенизации структуры. Нормативным критерием считают час выдержки на 25 мм толщины.
Интенсивность охлаждения в значительной степени определяет кол-во перлитового песка и размеры пластин.
Так, есть прямая зависимость между данными величинами. Другими словами с повышением интенсивности охлаждения сформировывается больше перлитового песка, расстояние между пластинами и их толщина уменьшаются. Это повышает твердость и крепость нормализованной стали. Стало быть, невысокая интенсивность охлаждения содействует появлению материала меньшей прочности и твердости.
Более того во время обработки предметов с большими перепадами сечения стремятся уменьшить термические напряжения чтобы не было коробления, причем и при нагревании, и при охлаждении. Так, в начале работы их греют в соляной ванне.
При снижении температуры отделываемого изделия до нижней критичной точки допускается ускорение охлаждения путем помещения его в масло или воду.
Отпуск используется после закалки для сокращения хрупкости и напряжений. Для этого материал нагревают до меньшей температуры и охлаждают на воздухе. С ростом температуры падают предел прочности и твердость, и увеличивается ударная вязкость.
Дисперсионное твердение, относящееся также к окончательной обработке, подразумевает выделение дисперсных частиц в твердом растворе после закалки при меньшем нагреве с целью упрочнения.
Благодаря криогенной обработке материал получает равномерную структуру и твердость. Такая технология особо актуальна для закаленной углеродистой стали.
Применение
Выбор какого-либо из рассмотренных способов обработки определяется концентрацией в стали углерода. Для материалов с величиной данного показателя до 0,2% предпочтительнее использовать нормализацию. Стали с количеством углерода 0,3 — 0,4% обрабатывают и нормализацией, и отжигом. В таких случаях выбор способа осуществляют на основе требуемых свойств материала. Так, нормализация стали придает ей мелкозернистую структуру, большие прочность и твердость в сравнении с отжигом. Кроме того, данная технология является более производительным процессом. Следовательно, при прочих равных условиях она более предпочтительна. Закалке ее предпочитают ввиду хрупкости получаемых таким способом изделий и при обработке предметов с перепадами сечения во избежание дефектов.
Таким образом, нормализацию можно считать промежуточной технологией по отношению к ним: она дает материал большей твердости, чем отжиг, но менее хрупкий в сравнении с закалкой, улучшая структуру и сокращая напряжения. Ввиду этого нормализация получила в машиностроении более обширное распространение.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
