Що таке нормалізація сталі: режими та цілі процесу

Одним з етапів є нормалізація. Саме ця процедура робить жароміцні сталі стійкими, оскільки покращує механічні властивості металу. У цій статті пропонуємо докладніше дізнатися про нюанси й розібратися, чим відрізняється нормалізація сталі від інших видів термообробки. Отже, перейдемо до детальної інформації.

Що таке нормалізація сталі?

Процес є видом термічної обробки. По суті, нормалізація сталі – це нагрівання металу до аустенітного стану, після якого слідує витримка протягом певного часу та охолодження на спокійному повітрі.

Для чого потрібна нормалізація сталі? Призначення цього процесу – отримання рівноважної дрібнозернистої структури, наближеної до перлітної. В результаті метал набуває оптимального поєднання міцності, твердості та в’язкості.

Сутність процесу та цілі

Суть цього етапу полягає у фазових перетвореннях. При нагріванні вище критичних точок відбувається повна аустенізація, а при подальшому охолодженні на повітрі – контрольоване перетворення аустеніту на перліт, сорбіт або троостит.

Мета нормалізації сталі можна розкрити в кількох аспектах:

• подрібнення зерна після лиття, кування або прокатки;
• зняття внутрішніх напруг;
• гомогенізація структури;
• підвищення механічних властивостей (міцності, ударної в’язкості);
• підготовка до подальшого загартування або інших видів термообробки.

Процедура особливо актуальна для середньовуглецевих сталевих листів, де потрібен баланс між твердістю та пластичністю.

Режими процесу

Нормалізаційний відпал проводиться в різних режимах. Вибір залежить від хімічного складу, її вихідного стану та необхідних властивостей. Розглянемо їх детальніше.

Нагрів

Нормалізація сталей починається з нагрівання до температури на 30-50 °C вище критичної точки. Типові режими: 820–950 °C. Швидкість нагрівання вибирають з урахуванням перерізу деталі.

Витримка

Далі нормалізація металу передбачає режим витримки. Час розраховують, виходячи з товщини виробу. Зазвичай 1-2 хвилини на 1 мм перерізу, але не менше 20-30 хвилин для повної аустенізації.

Охолодження

У цьому режимі температура нормалізації сталі опускається, щоб забезпечити охолодження на спокійному повітрі. Швидкість становить 50–200 °C за хвилину (залежно від маси деталі та навколишнього середовища). Це швидше, ніж при відпалі, але повільніше, ніж при загартуванні.

Області застосування

Процес стає обов’язковим етапом обробки, коли потрібно:

• усунення дефектів структури після гарячої обробки тиском;
• покращення оброблюваності різанням;
• підготовка заготовок до загартування;
• виготовлення деталей середнього навантаження (вали, осі, шестерні, кріплення).

Процедура особливо ефективна для конструкційних різновидів середньої вуглецевості, де потрібна висока міцність при збереженні достатньої пластичності.

Особливості нормалізації різних марок стали

Для вуглецевих видів (наприклад, Ст45) процедура дає сорбітоподібний перліт, підвищуючи міцність до 600-800 МПа. Леговані марки потребують індивідуальних режимів. Для сталевих виробів 40Х (хромистої конструкційної) температура нагріву становить 850-880 ° C з подальшим повітряним охолодженням. Заевтектоїдні види нормалізують обережно, щоб структура сталі після нормалізації не зіпсувалася сіткою цементиту за межами зерен.

Відмінності від інших видів термічної обробки

Головна відмінність нормалізації від відпалу – у швидкості та середовищі охолодження. У першому випадку охолодження повільне у печі (для повної рекристалізації та максимальної м’якості), у другому – на повітрі, що дає більш дисперсну та міцну структуру.

У порівнянні з матеріалами, обробленими за допомогою гарту, нормалізована сталь не створює мартенситної структури. Саме тому твердість нижча, але відсутня крихкість і викривлення.

“Джерело: asynt.net”

*на правах реклами