Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Често за производствени цели е необходимо да се променят параметрите на стоманата, като един от начините за това е топлинната обработка . По техния принцип повечето технологии за топлинна обработка осигуряват промяна в структурата на стоманата чрез нагряване, задържане и охлаждане.

Въпреки че всички тези технологии имат еднакви цели и принцип на действие, всички те се различават по температурни и времеви режими. Термичната обработка може да бъде или междинен или краен процес по време на производството. В първия случай материалът се подготвя за последваща обработка, а във втория се дават нови свойства.

Една от тези технологии е нормализирането на стоманата. Така наречената термична обработка, при която материалът се загрява до температура 30-50 градуса над Ast или Ac3, след което се охлажда в тих въздух.

Принципи на нормализация

Подобно на други технологии за топлинна обработка, нормализацията може да бъде едновременно междинна и крайна операция за подобряване на структурата на стоманата. Най-често се използва в първия случай, като крайната процедура, нормализация се използва главно в производството на дълги продукти като релси, канали и не само.

Ключовата характеристика на нормализацията е, че стоманата се нагрява до температура, която е с 30-50 градуса по-висока от горните критични стойности, а също така материалът се остарява и охлажда.

Избира се определена температура в зависимост от вида на материала. Хипертютектоидните материали се нормализират при температура между Ас 1 и Ас 3 точки, докато хипоевтектоидните материали са при температура над Ас 3. В резултат на това материалите от първия тип получават една и съща твърдост, тъй като въглеродът в същото количество преминава в разтвора и също така фиксира аустенит в същото количество. Структурата включва цимент и мартензит.

Благодарение на този състав се повишава износоустойчивостта и твърдостта на проевектоидния материал. Ако високо въглеродната стомана загрява повече Ас 3, то растежът на аустенитни зърна ще се увеличи и съответно вътрешните напрежения ще се увеличат. Концентрацията на въглерод също ще се увеличи, в резултат на което температурата на мартензитната трансформация ще намалее. В резултат на това материалът става по-траен и твърд и подлежи на промяна.

И хипоевтектоидната стомана, когато се нагрява над критичен индекс, става много вискозна. Това е така, защото финозърнестият аустенит се образува в нисковъглеродна стомана. След охлаждане, този компонент се превръща в фин кристален мартензит. Температурни индекси между Ас 1 и Ас 3 не могат да се използват за обработка, тъй като в този случай структурата на хипоевтектоидната стомана получава ферит, който намалява неговата твърдост след нормализиране и, след закаляването, механични свойства.

Времето на експозиция зависи от степента на хомогенизация на структурата на материала. Стандартният индикатор е часът на експозиция на дебелина 25 mm. Интензивността на охлаждане по един или друг начин определя размера на плочите и количеството перлит.

Тези количества са взаимозависими. Още по-голямо количество перлит ще се образува с увеличаване на интензивността на охлаждане, намалява се разстоянието между плочите и тяхната дебелина. Всичко това увеличава твърдостта и здравината на нормализирания материал. Поради ниската интензивност на охлаждане се получава материал с по-малка твърдост и здравина.

Ако се обработват обекти с големи напречни сечения, тогава трябва да се намали термичното напрежение, за да се предотврати изкривяването по време на нагряване или охлаждане. Също така, преди започване на работа, те трябва да се загреят в солна баня.

Докато температурата на продукта се намалява до по-ниска критична точка, охлаждането може да се ускори чрез поставянето му във вода или масло.

Задаване на процес

Нормализацията има за цел да промени микроструктурата на стоманата, като изпълнява следното:

  • намалява вътрешните напрежения;
  • чрез прекристализация раздробява грубозърнестата структура на заварки, отливки или изковки.

Целите на нормализирането могат да бъдат напълно различни. При този процес твърдостта на стоманата може да бъде увеличена или намалена, същото се отнася и за здравината на материала и неговата якост. Всичко зависи от механичните и термични характеристики на стоманата. С тази технология е възможно едновременно да се намалят остатъчните напрежения и да се подобри степента на обработваемост на стоманата, използвайки един или друг метод.

Стоманените отливки се подлагат на такава обработка за следните цели:

  • да се хомогенизира тяхната структура;
  • да се увеличи чувствителността към термично закаляване;
  • за намаляване на остатъчните напрежения.

Продуктите, получени при работа с налягане, се подлагат на нормализация след коване и валцоване, за да се намали размерът на зърната на конструкцията и нейната лента.

Нормализация, заедно с освобождаването, е необходима, за да се замени втвърдяването на продукти със сложна форма или с остри разлики в напречното сечение. Това ще предотврати дефекти.

Тази технология се използва и за подобряване на структурата на продукта преди гасене, подобряване на машинната способност чрез рязане, елиминиране на мрежата от вторичен цимент в проевектоидната стомана и подготовка на стоманата за последната топлинна обработка.

Клас 45 стомана и нейните характеристики

Тази стомана е сплав от желязо и въглерод. Ставайки марка 45 поради своята твърдост се радва на традиционно голямо търсене в различни индустриални сектори. В тази сплав делът на желязото е около 45%. Свойствата на материала са пряко свързани с неговите легиращи елементи и количеството въглерод, което е много важно при производството на продукти за валцувания метал. Този или този температурен режим на обработка позволява да се получи траен продукт. След нормализирането, твърдостта на маркировката 45 е пряко свързана с температурата по време на работа.

Тази стомана е въглеродна структура. Нормализация трябва да се извършва на улицата, а не в специална печка, за разлика от други етапи на обработка. Марка 45 просто и бързо се поддава на механични видове обработка, по-специално:

  • пробиване;
  • ОБРЪЩАНЕ;
  • фрезоване.

На базата на тази стомана се произвеждат такива продукти:

  • превързочни материали;
  • камери;
  • цилиндри;
  • апарати и устройства;
  • колянови валове и разпределителни валове;
  • вал на редуктора;
  • вретена.

Други методи за топлинна обработка

В допълнение към нормализирането, топлинната обработка на стоманата включва следните процеси:

  • отгряване;
  • втвърдяване;
  • напусне;
  • криогенна обработка;
  • дисперсионно втвърдяване.

Принципът на изпълнение и целите на всяка технология са еднакви, но всеки има свои отличителни черти:

  • Отгряване - благодарение на него структурата на перлита ще бъде възможно най-тънка, тъй като охлаждането се извършва в пещ. Отгряването може да намали структурната хетерогенност, както и напрежението след обработка чрез леене или под налягане, дават на структурата фино зърно или да подобрят машинната обработка;
  • закаляване - принципът на технологията е същият, но температурите са по-високи в сравнение с нормализирането и скоростта на охлаждане също е по-висока. Процесът протича в течности. Благодарение на закаляването, силата и твърдостта на материала се увеличават, а частите в крайна сметка ще имат ниска ударна якост и крехкост;
  • темперирането - темперирането се извършва след закаляване намалява стреса и крехкостта. За тази цел материалът се загрява до ниска температура и се охлажда навън. На фона на повишаване на температурата, якостта на опън и твърдостта намаляват, а якостта се увеличава;
  • криогенна обработка - благодарение на него материалът ще има еднаква структура и твърдост, тази технология е най-подходяща за закалена въглеродна стомана;
  • дисперсионно втвърдяване - окончателна обработка, по време на която диспергираните частици се освобождават в твърд разтвор след охлаждане с ниска топлина, за да се получи здравината на материала.

За да извършите топлинна обработка, ще ви е необходимо следното:

  • резервоари за вода и масло;
  • хартия за опесъчаване;
  • металографски микроскоп;
  • фурна с термоелектричен пирометър;
  • Тестери за твърдост на Rockwell;
  • комплекти от микросекции (сорбитол, мартензит, ферит-мартензит и др.).

Изборът на метод за топлинна обработка за стомана

Нормализация или друг метод на топлинна обработка на стомана се избира в зависимост от концентрацията на въглерод в него. Ако материалът го съдържа в количество до 0, 2%, тогава най-приемливият начин е нормализирането. Ако въглеродът е 0, 3–0, 4%, тогава ще се постигне и нормализиране и отгряване.

В зависимост от изискваните свойства, трябва да се избере един или друг метод на лечение. Например, нормализирането ще даде на продукта финозърнеста структура и, в сравнение с отгряване, по-голяма твърдост и здравина.

В много случаи нормализирането е предпочитаният метод за обработка на материалите, тъй като той има много предимства пред другите. В много отрасли, по-специално, инженеринг, най-често се използва за топлинна обработка .

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Металообработване