Normalizácia ocele je druh tepelného spracovania, takže pochopenie tepelného spracovania je prvým krokom k pochopeniu normalizácie ocele. Odtiaľ nie je ťažké pochopiť, čo je normalizácia ocele a prečo je to bežná súčasť oceliarskeho priemyslu.
Čo je tepelné ošetrenie?
Tepelné spracovanie je proces, pri ktorom sa kovy zohrievajú a ochladzujú, aby sa zmenila ich štruktúra. Zmeny chemických a fyzikálnych vlastností kovov sa líšia v závislosti od teplôt, na ktoré sa zahrievajú, a od toho, do akej miery sú potom ochladené. Tepelné spracovanie sa používa pre rôzne kovy.
Kovy sa typicky upravujú, aby sa zlepšila ich pevnosť, tvrdosť, húževnatosť, ťažnosť a odolnosť proti korózii. Rôzne spôsoby, ktorými môžu kovy podliehať tepelnému spracovaniu, zahŕňajú žíhanie, temperovanie a normalizáciu.
Základy normalizácie
Normalizácia odstraňuje nečistoty z ocele a zvyšuje jej pevnosť a tvrdosť. To sa deje zmenou veľkosti zŕn, čím sa dosiahne rovnomernosť v celom kuse ocele. Ocel sa najskôr zahreje na určitú teplotu a potom sa ochladí vzduchom.
Normalizácia teploty v závislosti od typu ocele zvyčajne sa pohybujú od 810 stupňov Celzia až 930 stupňov Celzia. Hrúbka kovu určuje, ako dlho sa kus kovu udržuje na „namáčacej teplote“ - teplote, ktorá transformuje mikroštruktúru. Hrúbka a zloženie kovu tiež určujú, ako vysoký je obrobok zahriaty.
Výhody normalizácie
Normalizačná forma tepelného spracovania je lacnejšia ako žíhanie. Žíhanie je tepelné spracovanie proces, ktorý približuje kov k rovnovážnemu stavu. V tomto stave sa kov stáva mäkším a ľahšie sa s ním pracuje. Žíhanie - ktoré americká zlievarenská spoločnosť označuje ako „extrémne nadmerné starnutie“ - vyžaduje kov s pomalým varením, aby sa jeho mikroštruktúra mohla transformovať. Zahrieva sa nad kritický bod a nechá sa vychladnúť pomaly, oveľa pomalšie ako počas normalizačného procesu.
Normalizácia je kvôli svojej relatívnej lacnosti najbežnejším procesom industrializácie kovu. Ak ste zvedaví, prečo je žíhanie nákladnejšie, Ispat Digest poskytuje logické vysvetlenie rozdielov v nákladoch takto:
„Pri normalizácii, pretože sa chladenie uskutočňuje na vzduchu, je pec pripravená na ďalší cyklus, len čo sú fázy zahrievania a namáčania v porovnaní s žíhaním, kde chladenie pece po fázach zahrievania a máčania vyžaduje 8 až 20 hodín, v závislosti od množstva nabíjať. "
Normalizácia však nie je len lacnejšia ako žíhanie, ale tiež produkuje tvrdší a silnejší kov ako proces žíhania. Normalizácia sa často používa pri výrobe oceľových výrobkov valcovaných za tepla, ako sú železničné kolesá, tyče, nápravy a iné kované výrobky z ocele.
Prevencia štrukturálnych nezrovnalostí
zatiaľ čo normalizácie môže mať výhody oproti žíhaniu, železo má všeobecne úžitok z akéhokoľvek druhu tepelného spracovania. To platí dvojnásobne, keď je daný tvar odliatku komplikovaný. Odliatky zo železa v zložitých tvaroch (ktoré sa nachádzajú v priemyselných prostrediach, ako sú bane, ropné polia a ťažké stroje), sú po ochladení náchylné na štrukturálne problémy. Tieto štrukturálne nezrovnalosti môžu skresliť materiál a spôsobiť ďalšie problémy v mechanike železa.
Aby sa predišlo takýmto problémom, kovy podliehajú normalizačným, žíhaným alebo odľahčovacím procesom.
Kovy, ktoré nevyžadujú normalizáciu
Nie všetky kovy vyžadujú normalizačný tepelný proces. Napríklad pre nízkouhlíkové ocele je zriedkavé vyžadovať normalizáciu. Ak sa však tieto ocele normalizujú, nedôjde k žiadnemu poškodeniu materiálu. Tiež, keď majú odliatky železa rovnakú hrúbku a rovnakú veľkosť prierezu, spravidla sa namiesto procesu normalizácie podrobia procesu žíhania.
Ostatné procesy tepelného spracovania
Uhlíková oceľ: Tepelné spracovanie nauhličovanie je zavádzanie uhlíka do povrchu ocele. Kuhličovanie nastane, keď sa oceľ zahrieva nad kritickú teplotu v karburizačnej peci, ktorá obsahuje viac uhlíka ako oceľ.
dekarbonizované: Oduhličovanie je odstránenie uhlíka z povrchu ocele. K oduhličeniu dochádza, keď je oceľ zahrievaná nad kritickú teplotu v atmosfére, ktorá obsahuje menej uhlíka ako oceľ.
Hlboká oceľ: Hlboké zmrazenie je ochladzovaním ocele na približne -100 stupňov Fahrenheita alebo nižšou, aby sa dokončila transformácia austenitu na martenzit.