Normalizácia ocele: popis a vlastnosti

Napriek tomu, že všetky tieto technológie majú rovnaké ciele a princíp fungovania, všetky sa líšia v podmienkach teploty a času. Tepelné spracovanie môže byť buď priebežným alebo konečným procesom počas výroby. V prvom prípade je materiál pripravený na následné spracovanie a v druhom sa dodávajú nové vlastnosti.

Jednou z takých technológií je normalizácia ocele. Toto je termín tepelné spracovanie, pri ktorom sa materiál zahreje na teplotu 30 až 50 stupňov nad Ast alebo Ac3 a potom sa chladí v pokojnom vzduchu.

Princípy normalizácie

Rovnako ako iné technológie tepelného spracovania môže byť normalizácia buď medziproduktová alebo konečná operácia na zlepšenie štruktúry ocele. Najčastejšie sa používa v prvom prípade, ako konečný postup, normalizácia sa používa hlavne pri výrobe dlhých výrobkov, ako sú koľajnice, kanály a nielen.

Kľúčovým rysom normalizácie je, že oceľ sa zahreje na teplotu, ktorá je 30-50 stupňov vyššia, než horná kritických parametrov a produkovať extrakt a chladenie materiálu.

Táto alebo táto teplota sa vyberá v závislosti od typu materiálu. Hypereutectoid materiály sú normalizované pri teplote medzi bodmi AC1 a AC3, ale hypoeutectoid - pri teplote nad teplotou Ac 3. V dôsledku toho je materiál prvého typu sa získa rovnakou tvrdosť, ako sa roztok prechádza uhlík v rovnakej výške, ako v rovnakom počte záznamov austenitu. Štruktúra zahŕňa cement a martenzit.

V dôsledku tohto zloženia sa zvyšuje odolnosť proti opotrebovaniu a tvrdosť hypereutektoidného materiálu. Ak sa uhlie s vysokým obsahom uhlíka zahrieva viac ako Ac 3, potom sa zvýši rast austenitových zŕn a tým sa zvýši vnútorné napätie. Taktiež sa zvýši koncentrácia uhlíka, čo spôsobí pokles martenzitickej transformačnej teploty. Výsledkom je, že materiál sa stáva menej trvanlivým a pevným a podlieha zmenám.

Pro-eutektoidná oceľ s ohrevom nad kritickou exponentu sa stáva veľmi viskózna. To je preto, že vytvorené jemnozrnné austenitu v nízkouhlíkovej ocele. Po ochladení sa táto zložka premení na jemný kryštalický martenzit. Údaje o teplote medzi Ac 1 a Ac3 nemožno použiť na ďalšie spracovanie, pretože v tomto prípade obdrží pre-eutektoidná feritickej štruktúry ocele, čo znižuje jeho tvrdosť po normalizáciu, a po temperovanie - a mechanických vlastností.

Doba zdržania závisí od stupňa homogenizácie štruktúry materiálu. Normatívnym parametrom je hodina expozície rýchlosťou 25 mm. Intenzita chladenia tak či onak určuje rozmery dosiek a množstvo perlitu.

Tieto množstvá sú vzájomne závislé. Ešte viac perlit sa vytvorí so zvyšujúcou sa intenzitou chladenia, vzdialenosť medzi doskami sa zníži a ich hrúbka sa zníži. To všetko zvyšuje tvrdosť a pevnosť normalizovaného materiálu. Vzhľadom na nízku intenzitu chladenia sa vytvára materiál s nižšou tvrdosťou a pevnosťou.

Ak sa spracúvajú objekty s veľkými prierezovými rozdielmi, tepelné zaťaženie sa musí znížiť, aby sa zabránilo nárazom počas ohrevu alebo chladenia. Pred začatím práce by mali byť zohrievané v soľnom kúpeli.

Počas zníženia teploty produktu na spodný kritický bod môže byť chladenie urýchlené jeho umiestnením do vody alebo oleja.

Účel procesu

Normalizácia je navrhnutá tak, aby zmenila mikroštruktúru ocele, vykoná nasledovné:

• znižuje vnútorné napätie;
• prostredníctvom rekryštalizácie brúsia hrubozrnnú štruktúru zváraných švov, odliatkov alebo výkovkov.

Ciele normalizácie môžu byť úplne odlišné. Pri tomto procese môže byť tvrdosť ocele zvýšená alebo znížená, to isté platí pre pevnosť materiálu a jeho húževnatosť. Všetko závisí od mechanických a tepelných vlastností ocele. Pomocou tejto technológie môžete znížiť zvyškové napätia a zlepšiť stupeň obrobiteľnosti ocele pomocou konkrétnej metódy.

Oceľové odliatky sa podrobia takémuto spracovaniu na tieto účely:

• na homogenizáciu ich štruktúry;
• zvýšiť náchylnosť na tepelné spevnenie;
• na zníženie zvyškových napätí.

Výrobky získané úpravou pod tlakom sa po kovaní a valcovaní podrobia normalizácii, aby sa znížila heterogénnosť štruktúry a jej páskovanie.

Normalizácia spolu s popúšťaním je nevyhnutné nahradiť vytvrdzovanie výrobkov s komplexným tvarom alebo s výraznými rozdielmi v priereze. Umožní to zabrániť chybám.

Aj táto technológia sa používa pre zlepšenie štruktúry produktu pred kalením, k zvýšeniu jeho spracovateľnosti odrezaním odstrániť hypereutectoid oceľová sieť sekundárne cement, ako aj na prípravu ocele pre konečné tepelné spracovanie.

Oceľový stupeň 45 a jeho vlastnosti

Táto oceľ je zliatinou železa a uhlíka. Aby sa stala značka 45 vďaka svojej tvrdosti, má tradičný vysoký dopyt v rôznych priemyselných odvetviach. V tejto zliatine je podiel železa okolo 45 percent. Vlastnosti materiálu priamo súvisia so svojimi legujúcimi prvkami a množstvom uhlíka, čo je veľmi dôležité pri výrobe výrobkov pre valcovaný kov. Tento alebo ten režim tepelnej úpravy umožňuje získať silný produkt. Po normalizácii je tvrdosť triedy 45 priamo spojená s teplotou počas prevádzky.

Táto oceľ je uhlíkovo štrukturálna. Normalizácia by sa mala vykonávať vonku, a nie v špeciálnej rúre, na rozdiel od iných fáz spracovania. Mark 45 je ľahko a rýchlo prístupný mechanickému spracovaniu, najmä:

• vŕtanie;
• SÚSTRUŽENIE;
• frézovanie.

Na základe tejto ocele vyrábame takéto výrobky:

• obväzy;
• vačky;
• valce;
• prevodovka;
• kľukové hriadele a vačkové hriadele;
• Pastorková hriadele;
• vretien.

Ostatné metódy tepelného spracovania

Okrem normalizácie zahŕňa tepelné spracovanie ocele také procesy:

• žíhanie;
• kalenie;
• opustí;
• kryogénna liečba;
• disperzné tvrdnutie.

Princíp implementácie a ciele pre každú technológiu sú rovnaké, každý má však svoje vlastné charakteristické črty:

• žíhanie - kvôli tomu bude perlitová štruktúra čo najtenšia, pretože chladenie prebieha v peci. Žíhanie pomáha znížiť štrukturálnu heterogénnosť a napätia po čistení vo liatím alebo lisovaním, rozširovať alebo zlepšenie jemnej štruktúry zŕn rezanie spracovania;
• vytvrdzovanie - princíp technológie je rovnaký, ale teploty sú vyššie ako normalizácia a miera chladenia je tiež vyššia. Proces sa uskutočňuje v kvapalinách. Vytvrdzovanie zvyšuje pevnosť a tvrdosť materiálu a jeho časti budú mať nakoniec nízku rázovú húževnatosť a krehkosť;
• opustiť - nechať po vytvrdnutí, znižuje stres a krehkosť. Na tento účel sa materiál ohrieva na nízku teplotu a chladí na ulici. Na pozadí zvyšovania teploty dochádza k poklesu konečnej pevnosti a tvrdosti a zvyšuje sa tuhosť;
• kryogénna úprava - v dôsledku toho bude mať materiál rovnomernú štruktúru a tvrdosť, táto technológia je najvhodnejšia pre tvrdú uhlíkovú oceľ;
• disperzné spevnenie je konečné spracovanie, pri ktorom sa dispergované častice uvoľňujú v tuhom roztoku po ochladení s nízkym teplom, aby sa získala pevnosť materiálu.

Ak chcete vykonať tepelné spracovanie, budete potrebovať nasledovné:

• nádrže s vodou a olejom;
• brúsny papier;
• metalografický mikroskop;
• pec s termoelektrickým pyrometrom;
• Rockwell testery tvrdosti;
• sady mikrosekcií (sorbitol, martenzit, ferit-martenzit atď.).

Výber metódy tepelného spracovania ocele

Normalizácia alebo iná metóda tepelného spracovania ocele sa vyberá v závislosti od koncentrácie uhlíka v nej. Ak to materiál obsahuje v množstve až 0,2%, najpriaznivejšou cestou je normalizácia. Ak je prítomný uhlík 0,3-0,4%, normalizácia a žíhanie budú fungovať.

Výber tejto alebo tej metódy liečby tiež nasleduje v závislosti od požadovaných vlastností. Napríklad normalizácia prinesie výrobku jemnozrnnú štruktúru a v porovnaní s žíhaním vyššiu tvrdosť a pevnosť.

V mnohých prípadoch je normalizácia najvýhodnejšou metódou spracovania materiálov, pretože má mnoho výhod oproti iným. V mnohých odvetviach, najmä v strojárstve, sa najčastejšie používa na tepelné spracovanie.