Подпишитесь на обновления сайта. Получайте новые статьи на почту:

Нормализация стали

Если Вам требуется нормализация деталей (стали), то НТУ ХПИ оказывает услуги по  нормализации металла. Наш лозунг, это  «качество»

Для повышения знаний, далее более подробно  о нормализации стали.

 

Введение

  Чтобы упростить определение процесса нормализации стали и облегчить нахождение оптимальных температур нагрева при проведении этого процесса рассмотрим сначала фазовое состояние сплавов системы железо – углерод, а именно область относящуюся к сталям. Химический состав и температура позволяют определить равновесный фазовый состав и структуру для стали любой из известных марок (рис 1).

 Фрагмент диаграммы состояния железо – углерод

Рис 1. Фрагмент диаграммы состояния железо – углерод, описывающий фазовое состояние сталей и чугунов.

  По своему фазовому и структурному классу стали могут быть доэвтектоидные (большинство конструкционных и высокопрочных сталей), эвтектоидные (типичные марки инструментальных сталей) и заэвтектоидные (подшипниковые стали, высоколегированные инструментальные стали высокой твердости, износостойкости и теплостойкости). Доэвтектоидные стали содержат от 0 до 0,78 % углерода, эвтектоидные – около 0,78% углерода, и заэвтектоидные стали содержат от 0,78 до 2,14 % углерода.

Нормализация стали

  Нормализацией стали (или нормализационным отжигом) называется нагрев доэвтектоидной стали на 50 ºС выше температуры полной аустенизации (Ас3), а  эвтектоидной и заэвтектоидных сталей на 50 ºС выше температуры аустенизации (Аст), минимально необходимой выдержке при данной температуре для завершения фазовых превращений и последующем охлаждении на воздухе (рис 2). Температура Аст лежит на кривой Ас3 – Е (рис. 1), при этом для легированных заэвтектоидных сталей допускается и несколько более высокий нагрев).

 Схема охлаждения стали при нормализации

Рис 2. Схема охлаждения стали при нормализации.

А) Термокинетическая диаграмма превращения переохлажденного аустенита с указанием скорости охлаждения при отжиге (1) и нормализации (2).

  Нормализация стали вызывает ее полную фазовую перекристаллизацию (перекристаллизацию претерпевает весь объем металла со всеми структурными составляющими, за исключением не растворимых в аустените избыточных карбидов Cr, Mo, W, V, Nb, Ti присутствующих в высоколегированных сталях).

Нормализация металла измельчает зерно, устраняя крупнозернистую структуру. Таким образом, крупнозернистая структура полученная при литье, горячей прокатке, ковке, штамповке или технологическом перегреве (например, при неправильном нагреве под закалку) может быть полностью исправлена применением нормализации. Нормализацию очень широко применяют для улучшения механических свойств стальных отливок (зачастую вместо закалки и отпуска).

Ускоренное охлаждение стали на воздухе при нормализации (см. рис. 2) приводит к распаду аустенита при более низких температурах, чем при отжиге, что повышает дисперсность образующейся ферритно-цементитной структуры и увеличивает количество мелкодисперсного перлита (именуемого в зависимости от дисперсности сорбитом или трооститом). Выделение мелкодисперсного перлита на 10 – 15% повышает прочность и твердость нормализованной стали по сравнению с отожженной. Такое повышение свойств при нормализации особенно характерно для средне- и высокоуглеродистой стали.

Нормализация стали после горячей прокатки повышает ее сопротивление хрупкому разрушению, снижая порог хладноломкости и повышая работу распространения трещины.

Назначение нормализации может существенно различаться в зависимости от состава (марки) обрабатываемой стали. Для низкоуглеродистых сталей нормализацию как правило назначают вместо отжига. В этом случае повышая твердость низкоуглеродистой стали нормализация обеспечивает повышение производительности обработки резанием и получение более чистой поверхности (в противном случае низкоуглеродистая сталь может оказаться слишком мягкой и вязкой для скоростной обработки).

Для отливок из среднеуглеродистых сталей (35Л, 45Л, 35ХМЛ, 35ХГСЛ) нормализацию применяют вместо закалки и высокого отпуска (иногда, при обработке легированных сталей, для той же цели применяется нормализация с последующим высоким отпуском). Механические свойства в этом случае будут несколько уступать закаленной и высокоотпущенной стали, но изделия подвергнутся меньшей деформации по сравнению с деформацией получаемой при закалке, а вероятность появления трещин и других закалочных дефектов практически исключается.

Для высокоуглеродистой, в том числе заэвтектоидной стали (Х, ШХ15, 9ХС, ХВСГ), нормализацию применяют для устранения цементитной сетки (рис. 3) и измельчения структуры перед нагревом под закалку.

 Микроструктура заэвтектоидной стали

  Рис 3. Микроструктура заэвтектоидной стали содержащей 1,2% углерода (с цементитной сеткой), Х500.   Как уже упоминалось выше, нормализацию с последующим высоким отпуском (600 – 680 ºС) часто применяют для исправления структуры легированных и высоколегированных сталей (4Х5МФС, Х6ВФ, Х12ВМФ) вместо полного отжига, так как производительность нормализации с последующим высоким отпуском выше.

Понравилась статья? Расскажите друзьям.
Общайтесь с нами:

Добавить комментарий