Нормализация стали: описание и характеристики

Принцип нормализации стали

Нормализация стали: описание и характеристики

Нормализация стали относится к процессам закалки путём цикла нагрева до определённой температуры и охлаждения. Термическая обработка имеет различные режимы для каждого вида металлов. В результате применения технологии материал становится прочнее за счёт устранения дефектов. Последние неизбежно появляются в результате предыдущих этапов изготовления изделий из стали.

Назначение технологии

Нормализация стали может проводиться в гаражных условиях при наличии соответствующего оборудования. Достоинством технологии является получение тонкого эвтектоида. Строение этого слоя напрямую влияет на прочность и жесткость металла.

Так как нормализация стали проводится для улучшения качества изделия, соответственно, повышается стоимость его изготовления. Технология применяется лишь при необходимости. Для слабонагруженных деталей проводить её не требуется. Часто она применима для выпуска сортового металла.

Технология может быть заменой такой процедуры, как закалка с высоким отпуском, классический отжиг. Нормализация стали среднеуглеродистой не даёт высокой прочности, сравнимой со структурой после закалки. Но она не приводит к сильной деформации и помогает избавиться от внутренних трещин.

Суть технологии

Нормализация стали относится к термическому методу обработки. Существует несколько технологий нагрева металла, отличающихся по условиям:

  • Температура нагрева у металлов и сплавов различна.
  • Время выдержки в нагретом состоянии.
  • Вид охлаждения чаще длительный происходит за счет теплообмена с окружающей средой.

Именно медленное охлаждение даёт возможность получить однородный состав стали. Цель отжига — это однородная структура металла, стремление убрать раковины и пустоты, мелкие трещины.

Используются следующие разновидности отжига, распространенные для снижения локальных утолщений после горячего и холодного проката:

  • Диффузионный — изменяет химический состав.
  • Полный — влияет на всю структуру, помогает добиться однородности.
  • Рекристаллизационный — убирает наклеп сталей.
  • Неполный — делает сталь более податливой для металлообработки.
  • Изотермический — самый оптимальный способ снижения прочности стали.
  • Сфероидизирующий — преобразует плоские зерна перлита в сферические.

Температура нормализации стали подбиралась опытным путём для каждого вида сплавов. После отливки или холодного проката ни одна заготовка не получается идеальной структуры. Исправить ситуацию помогает дополнительная термообработка — отжиг.

Исправление химического состава

Нормализация и закалка стали нужна для исправления внутренних неоднородностей после отливки. Термообработке подвергают фасонные отливки, слитки. Наиболее часто это требуется для изделий из легированных сталей.

Чтобы исправить дефекты стали, нужно нагревать до очень высокой температуры. В таком состоянии атомы легирующих элементов приходят в движение. Происходит равномерное их перераспределение по внутреннему объёму.

При 1100 градусах проходит оптимальная термическая обработка стали. Нормализация диффузионная длится около 10-20 часов в нагретом состоянии и далее следует очень медленное охлаждение.

Полный отжиг

Нормализация и закалка стали доэвтектоидной необходима для исправления структуры, нарушенной нагревом в процессе изготовления отливок и поковок, обрабатываемых давлением. Температура обработки должна превысить критическую точку, когда перлит начинает преобразовываться в аустенит.

Превышение температуры должно происходить строго на 30-50 градусов выше критической точки Ас3. Эту величину для легированных сталей берут из таблиц, а для углеродистых определяют из диаграммы состояний. Процесс нормализации:

  • Начальный этап — нагрев на 30-50 градусов выше критической температуры Ас3. Происходит образование аустенитных зерен.
  • Выдержка при высокой температуре сопровождается ростом аустенитных зёрен.
  • Длительное равномерное охлаждение — мелкие кристаллики аустенита распадаются на несколько перлитных зерен. Происходит равномерное заполнение структуры ферритной перлитным слоем.

Неполный отжиг требуется для снижения твердости металлов. Чаще это необходимо по условиям обработки металлов резанием. В результате нормализации лишняя напряжённость стали устраняется. В отличие от полного отжига, весь процесс происходит при более низких температурах. Соответственно, затрачивается меньшее время.

Обработка сложнолегированных сталей

В процессе изотермической нормализации твердые металлы становятся более податливыми к обработке резанием. Нагрев происходит при следующих температурах:

  • Конструкционные стали — не выше 30—50 градусов критической точки Ас3.
  • Инструментальные стали — выше на 5—100 градусов точки Ас1.

В отличие от рассмотренных методов, при изотермическом отжиге проводится охлаждение стали, погруженной в расплавленную соль. Естественное охлаждение осуществляется после снижения температуры до 700 градусов. В этот момент аустенит полностью переходит в перлитные зерна.

Исправление нарушенной структуры металлов и сплавов

Двухступенчатое охлаждение сталей позволяет преобразовать пластинки перлита в зерна. Нагрев происходит до температуры выше точки Ас1. Затем она снижается до 700 и выдерживается до 500 градусов.

Далее на воздухе длительно остывает металл. Эта нормализация носит название сфероидизирующая. В результате изделие без труда поддается резанию. Так обрабатывают металлы, содержащие 0,65 % углерода.

Наклеп — это образование более прочных областей металла после холодной штамповки или волочения. Убирает этот дефект рекристаллизационный отжиг — хрупкость сталей устраняется за счёт нагрева до 700 градусов (ниже Ас1).

В этот момент восстанавливается кристаллизационная решетка металлов. Структура становится мелкозернистой и однородной.

Также может проводиться светлый отжиг, восстанавливающий свойства сталей после проката листового, чтобы сохранить блестящую поверхность.

Источник: http://fjord12.ru/article/345726/printsip-normalizatsii-stali

Нормализация

Главная / Теория термической обработки металлов / Отжиг второго рода / Отжиг сталей / Нормализация

При нормализации сталь нагревают до температур на 30 — 50 °С выше линии GSE и охлаждают на воздухе (смотрите рисунок Температура нагрева сталей для отжига 2-го рода). Ускоренное по сравнению с отжигом охлаждение обусловливает несколько большее переохлаждение аустенита (смотрите рисунок Основные разновидности отжига 2-го рода доэвтектоидной стали).

Поэтому при нормализации получается более тонкое строение эвтектоида (тонкий перлит или сорбит) и более мелкое эвтектоидное зерно.

Кроме того, частично подавляется выделение избыточной фазы (феррита или вторичного цементита) и, следовательно, образуется квазиэвтектоид (смотрите рисунок Схематические диаграммы изотермического распада аустенита).

Таким образом, прочность стали после нормализации должна быть больше, чем после отжига.

Нормализацию применяют чаще всего как промежуточную операцию для смягчения стали перед обработкой резанием, для устранения пороков строения и общего улучшения структуры перед закалкой. Таким образом, назначение нормализации как промежуточной обработки аналогично назначению отжига.

Так как нормализация выгоднее отжига, то ее всегда следует предпочесть отжигу, если оба эти вида обработки дают одинаковые результаты. Но нормализация не всегда может заменить отжиг как операцию смягчения стали.

Это объясняется следующим.

Склонность аустенита к переохлаждению растет с увеличением содержания в нем углерода и легирующих элементов. Поэтому разница в свойствах после отжига и после нормализации зависит от состава стали.

Например, твердость сталей, содержащих 0,2; 0,4:5 и 0,8%С, после отжига равна соответственно 120, 160 и 180 НВ, а после нормализации 130, 190 и 240 НВ.

Нормализацию широко применяют вместо смягчающего отжига к малоуглеродистым сталям, в которых аустенит слабо переохлаждается. Но она не может заменить смягчающий отжиг высокоуглеродистых сталей, которые весьма ощутимо упрочняются при охлаждении на воздухе из-за значительного переохлаждения аустенита.

Что же касается средне- и высоколегированных сталей, то в них при охлаждении на воздухе может образоваться мартенсит, т. е. происходит воздушная закалка (смотрите Прокаливаемость сталей). Здесь следует уточнить понятие нормализации.

Под нормализацией понимают такую термическую обработку стали, при которой охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита в температурном интервале перлитного превращения.

Поэтому если охлаждение легированной стали на воздухе дает мартенсит, как в стали 18Х2Н4ВА, то такой процесс никакого отношения к нормализации не имеет.

Нормализацию широко применяют взамен отжига для устранения пороков стали, возникших при горячей деформации и термической обработке, причем во многих случаях нормализация дает лучшие результаты, чем отжиг.

Например, строчечность в стали легче устранить нормализацией, так как при большем переохлаждении аустенита феррит выделяется не только на вытянутых шлаковых и сульфидных включениях, но и во всем объеме аустенитного зерна.

В заэвтектоидной стали нормализация устраняет грубую сетку вторичного цементита. При нагреве выше точки Аст (линия ES) вторичный цементит растворяется, а при последующем ускоренном охлаждении на воздухе он не успевает образовать грубую сетку, понижающую свойства стали.

Например, если после горячей прокатки в инструментальных сталях У11 — У13 имеется грубая цементитная сетка, то перед сфероидизирующим отжигом ее устраняют нормализацией с нагревом до 850 °С и последующим охлаждением, ускоренным с помощью вентиляторов.

Очень часто нормализация служит для общего измельчения структуры перед закалкой. Если в стали перед закалкой имеются грубые выделения избыточного феррита, то при нагреве под закалку аустенит не успевает как следует гомогенизироваться.

Участки аустенита, соответствующие местам залегания грубых включений феррита, будут обеднены углеродом и после закалки не приобретут необходимую твердость. После предварительной нормализации измельчаются выделения избыточного феррита, эвтектоид становится более дисперсным и тем самым облегчается быстрое образование гомогенного аустенита при нагреве под закалку.

Читайте также:  Для работы с деревом

Нормализацию используют и как окончательную обработку средне- и высокоуглеродистых доэвтектоидных сталей, если требования к свойствам умеренные и необязательна закалка с высоким отпуском.

В заключение отметим, что скорость охлаждения на воздухе зависит от массы изделия и отношения его поверхности к объему, вследствие чего эти факторы сказываются на получаемой структуре и свойствах нормализованной стали.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Для получения высокопрочной канатной, пружинной и рояльной проволоки применяют изотермическую обработку, которая известна с 70-годов XIX в. и получила название патентирования. Проволоку из углеродистых сталей, содержащих от 0,45 до 0,85%С, нагревают в проходной печи до температуры на 150 — 200 °С выше Ас3, пропускают через свинцовую или соляную ванну с температурой 450 — 550 °С…

Малая степень переохлаждения аустенита, необходимая при отжиге, может быть получена не только при непрерывном охлаждении стали с печью.

Другой путь — ступенчатое охлаждение с изотермической выдержкой в интервале перлитного превращения (смотрите рисунок Основные разновидности отжига 2-го рода доэвтектоидной стали).

Такая термообработка называется изотермическим отжигом. После нагрева до температуры выше А3 сталь ускоренна охлаждают до температуры…

Влияние режима сфероидизирующего отжига

Для режима сфероидизирующего отжига заэвтектоидных сталей характерен узкий температурный «интервал отжигаемости».

Нижняя его граница должна находиться немного выше точки А1, чтобы образовалось большое число центров выделения карбида при последующем охлаждении.

Верхняя граница не должна быть слишком высокой, так как иначе из-за растворения в аустените центров карбидного выделения при охлаждении образуется пластинчатый перлит. Так как точки…

Для заэвтектоидных сталей полный отжиг с нагревом выше Аст (линия ES) вообще не используют, так как при медленном охлаждении после такого нагрева образуется грубая сетка вторичного цементита, ухудшающая механические и другие свойства. К заэвтектоидным углеродистым сталям широко применяют отжиг с нагревом до 740 — 780 °С и последующим медленным охлаждением. После такого нагрева в аустените…

Влияние легирующих элементов на перлитное превращение

Легирующие элементы оказывают чрезвычайно важное для практики влияние на кинетику распада аустенита.

За исключением кобальта, все широко используемые легирующие элементы, растворенные в аустените (Cr, Ni,Mn, W, Mo, V и др.), замедляют перлитное превращение, сдвигая верхнюю часть С-кривой вправо.

Природа увеличения устойчивости переохлажденного аустенита под влиянием легирующих элементов довольно сложная. Если в углеродистых сталях перлитное превращение…

Источник: https://www.ktovdome.ru/teoriya_termicheskoy_obrabotki_materialov/355/81/10955.html

Отжиг и нормализация стали и металла

Компания Проминдуктор предлагает индукционные нагреватели для отжига и нормализации металлов и стали.

Отжиг

Отжиг – процесс термообработки металла, при котором производится нагревание, затем медленное охлаждение металла. Переход структуры из неравновесного состояния до более равновесного.

Отжиг первого рода, его виды: возврат (он же отдых металла), рекристаллизационный отжиг (он же называется рекристаллизация), отжиг для снятия внутренних напряжений, диффузионный отжиг (еще называется гомогенизация).

Отжиг второго рода – изменение структуры сплава посредством перекристаллизации около критических точек с целью получения равновесных структур. Отжиг второго рода, его виды: полный, неполный, изотермический отжиги. Ниже рассмотрен отжиг, его виды, применительно к стали.

Возврат (отдых) стали – нагрев до 200 – 400o, отжиг для уменьшения или снятия наклепа. По результатам отжига наблюдается уменьшение искажений кристаллических решеток у кристаллитов и частичное восстановление физико-химических свойств стали.

Рекристаллизационный отжиг стали (рекристаллизация) – нагрев до температур 500 – 550o; отжиг для снятия внутренних напряжений – нагрев до температур 600 – 700o.

Эти виды отжига снимают внутренние напряжения металла отливок от неравномерного охлаждения их частей, также в заготовках, обработанных давлением (прокаткой, волочением, штамповкой) с использованием температур ниже критических.

Вследствие рекристаллизационного отжига из деформированных зерен вырастают новые кристаллы, ближе к равновесным, поэтому твердость стали снижается, а пластичность, ударная вязкость увеличиваются. Чтобы полностью снять внутренние напряжения стали нужна температура не менее 600 градусов .

Охлаждение после выдержки при заданной температуре должно быть достаточно медленным: вследствие ускоренного охлаждения металла вновь возникают внутренние напряжения.

Диффузионный отжиг стали (гомогенизация) применяется тогда, когда сталь имеет внутрикристаллическую ликвацию. Выравнивание состава в зернах аустенита достигается диффузией углерода и других примесей в твердом состоянии, наряду с само диффузией железа. По результатам отжига, сталь становится однородной по составу (гомогенной), поэтому диффузионный отжиг называет также гомогенизацией.

Температура гомогенизации должна быть достаточно высокой, однако нельзя допускать пережога, оплавления зерен. Если допустить пережог, то кислород воздуха окисляет железо, проникая в толщу его, образуются кристаллиты, разобщенные окисными оболочками. Пережог устранить нельзя, поэтому пережженные заготовки являются окончательным браком.

Диффузионный отжиг стали обычно приводит к слишком сильному укрупнению зерна, что следует исправлять последующим полным отжигом (на мелкое зерно).

Полный отжиг стали связан с фазовой перекристаллизацией, измельчением зерна при температурах точек АС1 и АС2.

Назначение его – улучшение структуры стали для облегчения последующей обработки резанием, штамповкой или закалкой, а также получение мелкозернистой равновесной перлитной структуры готовой детали.

Для полного отжига сталь нагревают на 30-50 o выше температуры линии GSK и медленно охлаждают. После отжига избыточный цементит (в заэвтектоидных сталях) и эвтектоидный цементит имеют форму пластинок, поэтому и перлит называют пластинчатым.

Нормализация

Нормализация – термообработка, при которой сталь охлаждается не в печи, как при отжиге, а на воздухе в цехе. Нагревание ведется до полной перекристаллизации (на 30-50 o выше точек Аc3 иАст), в результате сталь приобретает мелкозернистую, однородную структуру. Твердость, прочность стали после нормализации выше, чем после отжига.

Структура низкоуглеродистой стали после нормализации феррито-перлитная, такая же, как и после отжига, а у средне- и высокоуглеродистой стали – сорбитная; нормализация может заменить для первой – отжиг, а для второй – закалку с высоким отпуском. Часто нормализацией подготавливают сталь для закалки. Термообработку некоторых марок углеродистой, легированных сталей заканчивают нормализацией. Материалы взяты с сайта:

Источник: https://prominductor.ru/application/otzhig_i_normalizatsiya_stali_i_metalla/

Улучшение и нормализация. Режимы. Получаемые структуры и свойства

Нормализация заключается в нагреве доэвтектоидной стали до тем-ры на 40-50С выше Ас3, заэвтек-ной – на 40-50С выше Асm, выдержке и охлаждении на воздухе.

Норм-ция вызывает полную перекрис-цию стали, устраняет крупнозернистую структуру. Быстрое охлаждение на воздухе приводит к распаду А при более низких тем-рах, что повышает дисперсность ф-ц смеси.

После нормализации получаются структуры: С+Ф – в доэв-ных сталях ; С- в эвтектоидных; С+Ц2 – в заэвт-ных.

Термическую обработку, состоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением. Такая термообработка создает наилучшее сочетание прочности и вязкости стали и применяется для деталей машин из среднеуглеродистых сталей, испытывающих статистические и особенно динамические или цилиндрические нагрузки(валы, шатуны, оси, крепежные детали). получаем Сотп.

Алюминиевые сплавы.ихклассификация,маркировка,структура и применение.

Алюминиевые сплавы.

Характерной особенностью алюминия являются малый удельный вес (2,72 г/см3), низкая температура плавления (658°С), высокая пластичность (относительное удлинение 8 =40—60%), низкая прочность и твердость (твердость НВ=30 кг/мм2; предел прочности =80—100 МПа), высокая электро- и теплопроводность, высокая коррозионнная стойкость. Алюминий имеет кубическую гранецентрированную решетку (К12).

Классификация ал-х сплавов:

1.деформируемые сплавы

Сплавы,неупрочняемые то. Структура этих сплавов состоит из однородного твердого раствора элементов на основе алюминия.

Упрочнение в этих сплавах можно получить путем нагартовки (холодной обработки давлением). К этим сплавам, кроме чистого алюминия, относятся следующие марки АМЦ (А1—Мп); АМГ (Al—Mg). Предназначаются данные сплавы для изготовления деталей методом глубокой штамповки в холодном состоянии.применение:эти сплавы для изготовления строительных конс-ий(витражи,дври..),емкостей для жидкостей.

Сплавы, упрочняемые термической обработкой. К ним относятся сплавы алюминия с медью, магнием, марганцем, цинком, никелем, железом и другими элементами.

Дуралюмины 1Д1. ДЗ, Д6, Д16 и т.п.) – это сплавы системы AI-Cu-Mg Основным легирующим элементом является медь
(3,8-4,8%Сu). количество магния от 0.5 до 1.5% Кроме того, сплавы содержат марганец (около 0,5% Мn) и в качестве примесей Fe и Si.

Читайте также:  Как пользоваться ареометром для электролита

Дуралюмины после литья имеют структуру альфа+тета(II), причем частицы тета(II) залегают по границам зерен и охрупчивают сплав (рис 103а).

Термическая обработка дуралюминов заключается в закалке
и старении.

Применение:для изготовления деталей и элементов конструкций среднего и вовышеннойпрочности,требующих долговечности при переменных нагрузках.Дюралюмин Д16 исп-т для изготовления обшивок,шпангоутов,лонжеронов самолетов)

2.литейные алюминиевые сплавы.силумины-сплавы ал-я с кремнием(АК12,АК9,АК7)Распространенный силумин АК12 содержит 11-13% си.В равновесном(литом)состоянии сплав явл. заэв-м и состоит из эвтектики(альфа+си)крупноигольчатого строения и включений хрупких первичныхкристаловкремния.для повышения мех св-в проводят модифицирование.

структура модифицированного сплава состоит из кристалов альфа-твердого ра-ра и мелкозернистой эвтектики.доэв-е сплавы АК9(8-10%СИ)Иак7(6-8%си)ДОПОЛНИТЕЛЬНО СОДЕРЖАТ МАГНИЙ(ДО0.3%..0,4%)и могут упрочняться закалкой с последующим старением за счет выделения частиц упрочняющей фазы Mg2SI.

ПРИМЕНЯЮТ:ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕЛКИХ(ак12),А ТАКЖЕ СРЕДНИХ И КРУПНЫХ(ак9,ак7)литых деталей(корпусов компрессоров,картеровдвс)

3.порошковые-получаемые методами порошковойметалургии:

Спеченные ал. порошки –это сплавы ал-а-ал2о3.структура представляетсобой ал-ю матрицу с равномерно распределенными мелкодисперсными включениями ал2о3,кот обеспечивают дисперсионное упрочнение сплава.

в зав-и от содержания оксида ал-ия(от 6 до 22%)различают 4 марки сплавов от сап-1 до сап-4.

применяют:для деталей,работающих при температурах 300-500 град,от кот требуется высокая прочность и корозионная стойкость(штоки,лопатки компрессоров..)

Спеченные алюмин-е сплавы-это порошковые сплавы систем ал-си-ни(сас-1)и ал-си-фе(сас-2).сас-1 содержит 25-30%си,5-7%ни,остальное ал.сплав имеет структуру,содержащую дисперсные включения кремния и интерметалидов.применение-заменяют стали при изготовлении отд-х деталей приборов,работающих в паре со сталью.

Выбрать материал для пружины диаметром 3 и 20 мм. Подобрать режим термической обработки. Полученные структура и свойства.

для пружины диаметром 3 мм – 70

20 мм – 60С2А

ТО – закалка + СО

структура – Тотп

свойства- высокий предел упругости, достаточная пластичность и вязкость.

Кремний повышает прокаливаемость, увеличивает предел текучести и упругости

Билет №3

Влияние пластической деформации на свойства сталей. Наклеп. Механизм пластической деформации: скольжение и двойникование.

Пластическая деформация – это деформация, которая сопровождается изменением формы и размеров образца. При этом изменяется структура и свойства.

Механизмы пл. деф.:

-скольжение(сдвиг)-сдвиг атомных плоскостей друг относительно друга под действием касательных напряжений, протекает по плоскостям с наиболее плотной упаковкой атомов в направлениях с минимальными межатомными расстояниями, где сопротивление сдвигу наименьшее

-двойникование – осуществляется путем переориентации одной части кристалла зеркально симметрично относительно другой.

Величину пластической деформации определяют степенью пластической деформации ε = (Н0 – Н)/ Н0;

где Н0 и Н размер образца до и после деформации.

С увеличением степени пл. деф. прочность, твердость повышаются, а пластичность, ударная вязкость понижаются

Наклеп (нагартовка) – упрочнение металла при пластической деформации.оно вызвано:

-увеличением плотности дислокаций

-искажением кристаллической решетки

-дроблением зерен

перемещение дислокаций в плоскости скольжения через весь кристалл приводит к смещению соответствующей части кристалла на одно межатомное расстояние.(при скольжении)

На диаграмме изотермического превращения переохлажденного аустенита нанести кривые охлаждения при закалке, нормализации и отжиге. Опишите характерные особенности каждой термообработки, получаемые структуры и свойства.

Отжиг закл-сяв нагреве стали до определенной тем-ры,выдержке и послед-ем медленном охлаждении.Охлаждение происходит вместе с печью. Цель- получение равновесной структуры.

-Ф+П- в доэвтектоидных сталях(Ф+П)

-П- в эвтектоидных сталях(П)

-П+Ц2 – в заэвтектоидных сталях

Виды отжига 1-го рода:

Рекристаллизационный отжиг применяется для снятия наклепа и зак-ся в нагреве холоднодеформированной стали выше тем-ры рекристаллизации на 150-250С, выдержке и послед охлаждении. Снижение твердости и повышение пластичности. Отжиг для снятия напряжений примен-ся для отливок, деталей, сварных изделий после обработки резанием.

Диф-ный отжиг прим-ся для легир сталей с целью выравнивания хим.состава и уменьшения внутрикристаллической ликвации, кот повышает слонность стали к хрупкому разрушению, понижает пластичность и вязкость. Т нагрева до 1100-1200С. В рез-те получется структура Ф+П с крупным зерном.

Виды отжига 2-го рода:

Поный отжиг- нагрев доэв-ных сталей на 30-50 С выше тем-ры Ас3,выдержка и охлаждение вместе с печью.Цели- измельчение зерна, повышение ударной вязкости; улучшение обрабатываемости резанием за счет снижения твердости и повышения пластичности; снятие внутренних напряжений. Полный отжиг для заэвтектоидных сталей не применяется.

Неполный отжиг – нагрев до – и заэвтек-ных сталей выше тем-ры Ас1, выдержка, охлаждение в печи. Неполный отжиг доэв-ных сталей применяют вместо полного, если не требуется измельчение зерна.

Заэв-ные стали подвергают только неполному отжигу, нагрев вызывает практически полную перекристаллизацию, проводится для получения структуры зернистого перлита.

Сталь с зернистым перлитом имеет более низкие значения твердости и прочности, более высокую пластичность.

Изотермический отжиг – проводится для легир сталей и состоит в нагреве выше линии Ас3,быстром охлажд-и, изотремической выдержке в теч-е 3-6ч, послед охл-е на воздухе. Сокращает длительность процесса, получается более однородная ф-п структура.

Нормализация заключается в нагреве доэвтектоидной стали до тем-ры на 40-50С выше Ас3, заэвтек-ной – на 40-50С выше Асm, выдержке и охлаждении на воздухе. Нормализация вызывает полную перекристаллизацию стали, устраняет крупнозернистую структуру.

Быстрое охлаждение на воздухе приводит к распаду А при более низких тем-рах, что повышает дисперсность ф-ц смеси .После нормализации получаются структуры: С+Ф – в доэв-ных сталях ; С- в эвтектоидных; С+Ц2 – в заэвт-ных. .

Назначение нормализации различно в зависимости от состава стали: для низкоуглеродистых( до 0,3%)- нормализ-ю применяют вмсто отжига, она явл-ся более экономичной,т.к. меньше времени затрачивается на охлаждение стали. Для среднеуглеродистых(0,3-0,5%)- нормализ-ю применяют вместо закалки и высокго отпуска(улучшения), снижается ударная вязкость.

Для высокоуглеродистых(заэв-ных) – нормализ-ю применяют перед последующей термообработкой для устранения цементитной сетки. Для высоколегированных – нормализ-я может применяться вместо закалки, т.к. охл-е таких сталей на воздухе обеспечивает получение структуры М.

Закалка заключается в нагреве доэвт-ных сталей на 30-50С выше Ас3, заэв-ных на 20-30С выше Ас1,выдерже и послед охл-и со скоростью выше критической. Цель: получение структуры мартенстита. Закалка не явл-ся окончательной операцией, чтобы уменьшить хрупкость и напряжение, получить требуемые мех-киесво-ва, сталь после закалки подвергают отпуску



Источник: https://infopedia.su/8xa2ae.html

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Нормализация стали приводит к заметному уменьшению величины ке.  [1]

Нормализация стали по сравнению с отжигом является более коротким процессом термической обработки, а следовательно, и более производительным.  [2]

Нормализация стали представляет собой нагрев стали выше линии GSE на 30 – 50 С ( рис. 27) с выдержкой при заданной температуре и последующим охлаждением на воздухе.

Нормализацию применяют для устранения внутренних напряжений и явлений наклепа с целью повысить механические свойства стали. В результате нормализации структура стали становится нормальной, мелкозернистой.

Благодаря ускоренному охлаждению по сравнению с отжигом операция нормализации часто служит подготовкой стали к закалке.  [3]

Нормализация стали заключается также в нагреве до известной температуры и охлаждении, но в отличие от отжига охлаждение производится на воздухе более быстро.  [4]

Показатели твердости стали после отжига.  [5]

Нормализация стали заключается в нагреве стали до определенной температуры, выдержке ее при этой температуре и, в отличие от отжига, в последующем охлаждении не в печи, а на спокойном воздухе.  [6]

Нормализация стали по сравнению с полным отжигом обеспечивает получение более высоких механических свойств.  [7]

Нормализация стали обеспечивается стандартом при оговорке в чертеже и в заказе.  [8]

График закалки стали.  [9]

Нормализация стали отличается от отжига способом охлаждения.  [10]

Нормализация стали – это процесс термической обработки, при которой производится нагрев стали до определенной температуры, зависящей от содержания углерода в металле, затем небольшая выдержка при этой температуре и охлаждение на воздухе. Например, при содержании в металле около 0 8 % С нагрев осуществляют до температуры примерно 900 С.  [11]

Нормализация стали отличается от отжига нагреванием до не сколько более высокой температуры ( на 20 – 30 С) и охлаждением детали на воздухе. При нормализации выравнивается структурная неоднородность детали ( в основном отливок и поковок), сталь приобретает мелкозернистую структуру.  [12]

Нормализация стали необходима для улучшения механических свойств металла, снятия внутренних напряжений, улучшения структуры металла перед последующей качественной закалкой.  [13]

Нормализация стали – это нагрев металла на 30 – 40 С выше линии GSE с последующим охлаждением на воздухе. Эта операция для малоуглеродистых сталей примерно аналогична отжигу.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: http://www.ngpedia.ru/id189299p1.html

Обычная нормализация металла

Нормализация металла – один из видов термической обработки сплавов (стали). Изделие нагревается выше (на 30-50 градусов) критических температур Аст (Асз) до полной перекристаллизации. Структура стали изменяется, становится однородной и мелкозернистой. Медленное охлаждение металла на воздухе обходится вдвое быстрее, чем при отжиге и гораздо дешевле.

Читайте также:  Технические характеристики мр3 электродов

Охлаждение при отжиге выполняется в печи, поэтому нормализация стали более выгодный вариант термической обработки. Так как после нормализации и отжига разница в характеристиках металла отсутствует, многие предприятия при обработке низкоуглеродистой стали отдают предпочтение нормализации изделия.

В среднеуглеродистых (0,3—0,6%) и высокоуглеродистых изделиях после нормализации сталь получит повышенную твердость. Её структура будет состоять из сорбитообразного перлита и свободного феррита (его количество зависит от углеродного содержания).

Такие виды стали рекомендуется отжигать.

Но возможен и такой вариант термической обработки изделия: вначале высокоуглеродистую сталь подвергают нормализации, а потом (температура 650-700 градусов) осуществляется высокий отпуск, уменьшающий её твердость.

Таким образом, для первого вида стали нормализация способна заменить отжиг, для второго – закалку с высоким отпуском.

Предназначение нормализации металла

Нормализация изделия используется для:

  • Подготовки к закалке структуры металла;
  • Устранения наклепа и внутренних напряжений;
  • Получения мелкозернистой структуры в поковках (отливках).

Подобная термическая обработка позволяет исправить структуру металла, перегретого при горячей обработке или в процессе отжига. Примером может служить заэвтектоидная сталь. В её структуре цементит (имеет вид сетки) размещается по границам зерен, а это ухудшает её механические свойства.

Суть процесса нормализации

Внутренние напряжения бывают термическими или структурными. Первые возникают после неравномерного нагрева и разной скорости охлаждения деталей. Вторые появляются в результате структурных превращений внутри детали. Достигая большой величины и складываясь с напряжениями, возникающими при работе, внутренние напряжения могут разрушить металл (превышается предел прочности).

Устранить их можно специальным отжигом. Он осуществляется при температуре, которая ниже температуры рекристаллизации. Повышенная температура позволяет перераспределять дислокации. Они перемещаются из областей, где наблюдается повышенный уровень внутренних напряжений, в места с пониженным уровнем. Операция, длящаяся несколько часов, осуществляется разрядку внутренних напряжений.

Спокойный воздух способствует скорости охлаждения в 150—250 град/час. Если требуется нормализовать массивные изделия, скорость выбирается, исходя из размеров стали и её состава. Увеличенная скорость нагрева, минимальные температуры и время выдержки позволят получить более мелкое зерно аустенита и дисперсную смесь перлита (сорбита с ферритом).

Достоинствами нормализации стали являются простота (не нужна печь для охлаждения) и экономичность (на операцию затрачивается меньше времени и энергии). Для одних видов стали нормализация будет окончательной термической обработкой (производство швеллеров, уголков, рельсов), для других – предварительной операцией.

Для заказа услуг по нормализации металла Вы можете обратиться прямо сейчас, заполнив форму обратной связи или позвонив нам по телефонам, указанным на сайте. 

Источник: http://pzto.pro/services/obychnaya_normalizaciya.html

Нормализация стали

Нормализация (нормализационный отжиг) углеродистой стали – термическая операция, после которой устраняются крупнозернистые элементы и неровности в структуре металла, появляющиеся в результате литья, прокатки, ковки, штамповки, снижаются внутренние напряжения.

Режимы нормализации стали

Этот вид термообработки подразумевает:

  • нагрев до температур аустенитного состояния, которые несколько ниже температуры закалки;
  • непродолжительную выдержку при этой температуре;
  • охлаждение на воздухе.

Определение! Характеристики нормализованных горячекатаных полуфабрикатов во многом зависят от сечения. Чем меньше размер сечения, тем меньше время охлаждения и тем выше прочностные характеристики.

Отличия нормализации от классического полного отжига:

  • охлаждение происходит не в печи, а на воздухе;
  • экономичность, поскольку на нормализацию затрачивается меньше времени и финансов, по сравнению с отжигом;
  • обеспечение полной рекристаллизации, что становится причиной появления благоприятной мелкозернистой структуры, более высокой прочности, твердости и ударной вязкости.

Внимание! С увеличением содержания углерода разница между характеристиками нормализованной и отожженной стали увеличивается. Для марок, содержащих до 0,2% C, предпочтительнее более экономичная нормализация. Для средне- и высокоуглеродистых марок твердость нормализованных сталей гораздо выше отожженных, поэтому в данном случае эти две термические операции не всегда взаимозаменяемы.

Назначение термической обработки

Цель термообработки определяется химическим составом металла и способом его предыдущей обработки.

  • Для легированных сталей проводят нормализацию в сочетании с высоким отпуском при температурах 650-750°C. Совокупность этих двух операций более эффективна для улучшения структуры металла, по сравнению с полным отжигом. Если отпуск не производить, то твердость после нагрева будет слишком высокой, что затруднит резание.
  • Для низкоуглеродистых сталей нормализация заменяет отжиг, обеспечивая мелкозернистую структуру, повышенную твердость и производительность при резании, хорошую чистоту реза. Также эта технология используется вместо закалки, проведение которой для стали с низким содержанием углерода исключено.
  • Нормализованное состояние средне- и высокоуглеродистых сталей отличается более высокой твердостью и прочностью, по сравнению с отожженным.
  • Для некоторых легированных сталей охлаждение на воздухе заменяет закалку.
  • Проведение этой термической операции для сталей после горячей прокатки повышает их сопротивляемость хрупкому разрушению.
  • Для отливок из сталей со средним содержанием углерода нормализация является адекватной альтернативой закалке с высоким отпуском. Механические характеристики несколько ниже, по сравнению с закалкой, но степень деформации значительно меньше, вероятность появления трещин сводится к минимуму.

Источник: https://metallz.ru/articles/normalizaciya_stali/

Нормализация стали

Нормализацию стали часто рассматривают с двух точек зрения — термической и микроструктурной.

В термическом смысле и классическом понимании, нормализация стали — это нагрев стали до аустенитного состояния с последующим охлаждением на спокойном воздухе. Иногда к нормализации относят также и операции с  охлаждением ускоренным воздухом.

Место температуры нормализации на диаграмме состояния железо-углерод показано на рисунке 1.

Рисунок 1 – Упрощенная диаграмма состояния железо-углерод.
Заштрихованная полоса – температура нормализации сталей

С точки зрения микроструктуры нормализованной структурой считают перлит для стали с содержанием углерода 0,8 %, а для сталей с меньшим содержанием углерода — доэвтектоидных сталей — смесь перлита и феррита.

Операцию нормализации применяют для большинства сталей и, в том числе стальных отливок. Очень часто сварные стальные швы нормализуют для измельчения структуры стали в зоне воздействия сварки.

Цель нормализации стали

Цели нормализации стали могут быть различными: например, как для увеличения, так и для снижения прочности и твердости в зависимости от термической и механической истории изделия.

Цели нормализации часто пересекается или даже путается с отжигом, термическим упрочнением и отпуском для снятия напряжений.  Нормализацию применяют, например, для улучшения обрабатываемости детали резанием, измельчения зерна, гомогенизации зеренной структуры или снижения остаточных напряжений. Сравнение температурно-временных циклов для нормализации и отжига показано на рисунке 2.

Рисунок 2 ─ Сравнение температурно-временных циклов нормализации и полного отжига. Более медленное охлаждение при отжиге приводит к более высокой температуре феррито-перлитного превращения и  более грубой микроструктуре, чем при нормализации.

Для стальных отливок нормализацию применяют для гомогенизации их дендритной структуры, снижения остаточных напряжений и большей восприимчивости к последующему термическому упрочнению.

Изделия, полученные обработкой давлением, могут подвергать нормализации для снижения полосчатости структуры после прокатки или разнозернистость после ковки.

Нормализацию с последующим отпуском применяют вместо обычной закалки, когда изделия имеют сложную форму или резкие изменения по сечению. Это делают, чтобы избежать образования трещин, коробления и чрезмерных термических напряжений.

Скорость охлаждения стали при нормализации

Скорость охлаждения при нормализации обычно не является критической величиной. Однако, когда изделие имеет большие различия по размерам сечения, принимают меры по снижению термических напряжений, чтобы избежать коробления.

Выдержка при температуре нормализации

Роль длительности выдержки при температуре нормализации заключается  только в том, чтобы обеспечить гомогенизацию аустенитной структуры до начала охлаждения. Один час выдержки на каждые 25 мм толщины сечения является нормой.

Скорость охлаждения при нормализации значительно влияет на количество перлита, его размеры и толщину перлитных пластин.

Чем выше скорость охлаждения, тем больше образуется перлита, а его пластины становятся тоньше и ближе друг к другу.

Увеличение доли перлита в структуре и его измельчение дают повышение прочности и твердости стали. Более низкие скорости охлаждения означают менее прочную и твердую сталь.

После того, как изделия однородно охладились по своему сечению ниже нижней критической точки Аr1, их можно охлаждать в воде или масле для снижения общей  длительности охлаждения.

Источник: http://steel-guide.ru/termicheskaya-obrabotka-stali/normalizaciya-stali.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector