Princip normalizacije čelika

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Normizacija čelika se odnosi na proces kaljenja ciklusom zagrijavanja do određene temperature i hlađenja. Toplinska obrada ima različite načine za svaku vrstu metala. Kao rezultat primjene tehnologije, materijal postaje jači zbog otklanjanja nedostataka. Potonje se neizbježno pojavljuju kao rezultat prethodnih faza u proizvodnji čeličnih proizvoda.

Svrha tehnologije

Normalizacija čelika se može izvršiti u garažnim uslovima uz odgovarajuću opremu. Prednost tehnologije je proizvodnja tankog eutektoida. Struktura ovog sloja direktno utiče na čvrstoću i krutost metala.

Budući da se normalizacija čelika vrši radi poboljšanja kvaliteta proizvoda, troškovi njegove proizvodnje se shodno tome povećavaju. Tehnologija se koristi samo po potrebi. Za lagano opterećene dijelove nije potrebno. Često je primjenjiv na proizvodnju metalnih presjeka.

Tehnologija može biti zamjena za takve postupke kao što su kaljenje uz visoko kaljenje, klasično žarenje. Normalizacija srednjeg ugljičnog čelika ne daje visoku čvrstoću uporedivu sa strukturom nakon stvrdnjavanja. Ali to ne dovodi dojaka deformacija i pomaže da se riješite unutrašnjih pukotina.

Suština tehnologije

Normizacija čelika se odnosi na metodu termičke obrade. Postoji nekoliko tehnologija grijanja metala koje se razlikuju po uvjetima:

• Temperatura zagrijavanja metala i legura je različita.
• Zadrži vrijeme čekanja.
• Vrsta hlađenja se češće produžava zbog razmene toplote sa okolinom.

Polagano hlađenje omogućava dobijanje ujednačenog sastava čelika. Svrha žarenja je homogena metalna struktura, želja za uklanjanjem školjki i šupljina, malih pukotina.

Sljedeće vrste žarenja se obično koriste za smanjenje lokalnog zadebljanja nakon toplog i hladnog valjanja:

• Difuzija - mijenja hemijski sastav.
• Puno - utiče na cijelu strukturu, pomaže u postizanju uniformnosti.
• Rekristalizacija - uklanja stvrdnjavanje čelika.
• Nepotpuno - čini čelik savitljivijim za obradu metala.
• Izotermno - najbolji način za smanjenje čvrstoće čelika.
• Sferoidizacija - pretvara ravna zrna perlita u sferna.

Temperatura normalizacije čelika je odabrana empirijski za svaku vrstu legure. Nakon livenja ili hladnog valjanja, nijedan radni komad nema idealnu strukturu. Dodatna termička obrada - žarenje - pomaže u ispravljanju situacije.

Korekcija hemijskog sastava

Normalizacija i očvršćavanječelik je potreban za ispravljanje unutrašnjih nehomogenosti nakon livenja. Oblikovani odljevci i ingoti se podvrgavaju toplinskoj obradi. Ovo je najčešće potrebno za proizvode od legiranog čelika.

Da biste popravili nedostatke na čeliku, morate zagrijati na vrlo visoku temperaturu. U tom stanju, atomi legirajućih elemenata počinju da se kreću. Postoji uniformna preraspodjela unutrašnjeg volumena.

Na 1100 stepeni je optimalna termička obrada čelika. Normalizacija difuzije traje oko 10-20 sati kada se zagreje, nakon čega sledi veoma sporo hlađenje.

Potpuno žarenje

Normalizacija i kaljenje hipoeutektoidnog čelika neophodna je za korekciju strukture polomljene zagrijavanjem u procesu proizvodnje odljevaka i otkovaka obrađenih pritiskom. Temperatura obrade mora premašiti kritičnu tačku kada perlit počne da se pretvara u austenit.

Porast temperature treba da bude striktno 30-50 stepeni iznad kritične tačke Ac3. Ova vrijednost za legirane čelike je uzeta iz tabela, a za ugljične čelike određena je iz dijagrama stanja. Proces normalizacije:

• Početna faza je zagrevanje za 30-50 stepeni iznad kritične temperature Ac3. Formiraju se austenitna zrna.
• Držanje na visokoj temperaturi je praćeno rastom zrna austenita.
• Dugotrajno ravnomerno hlađenje - mali kristali austenita se raspadaju u nekoliko zrna perlita. ideravnomjerno punjenje strukture feritnog perlitnog sloja.

Potrebno je nepotpuno žarenje da bi se smanjila tvrdoća metala. Češće je potrebno u uslovima rezanja metala. Kao rezultat normalizacije, eliminira se višak napetosti čelika. Za razliku od potpunog žarenja, cijeli proces se odvija na nižim temperaturama. Shodno tome, troši se manje vremena.

Obrada složenih legiranih čelika

Tokom procesa izotermne normalizacije, tvrdi metali postaju savitljiviji za sečenje. Zagrijavanje se odvija na sljedećim temperaturama:

• Konstrukcijski čelici - ne više od 30-50 stepeni kritične tačke Ac3.
• Alatni čelici - 5-100 stepeni viši od tačke Ac1.

Za razliku od razmatranih metoda, tokom izotermnog žarenja vrši se hlađenje čelika uronjenog u rastopljenu so. Prirodno hlađenje se vrši nakon što temperatura padne na 700 stepeni. U ovom trenutku, austenit se potpuno transformiše u zrna perlita.

Korekcija narušene strukture metala i legura

Dvostepeno hlađenje čelika omogućava transformaciju perlitnih ploča u zrna. Do zagrijavanja dolazi do temperature iznad Ac1 tačke. Zatim se smanjuje na 700 i održava do 500 stepeni. Nadalje, metal se dugo hladi na zraku. Ova normalizacija se naziva sferoidizacija. Kao rezultat, proizvod se može lako rezati. Ovako se tretiraju metali koji sadrže 0,65% ugljika.

Klep je obrazovanje višejake površine metala nakon hladnog štancanja ili izvlačenja. Rekristalizacijskim žarenjem se otklanja ovaj nedostatak - lomljivost čelika se eliminiše zagrijavanjem do 700 stepeni (ispod Ac1). U ovom trenutku se obnavlja kristalizaciona rešetka metala. Struktura postaje fino zrnasta i homogena. Također se može izvršiti svijetlo žarenje, vraćanjem svojstava čelika nakon valjanja lima, kako bi se održala sjajna površina.