Normalizacija jekla je vrsta toplotne obdelave, zato je razumevanje toplotne obdelave prvi korak pri razumevanju normalizacije jekla. Od tod ni težko razumeti, kaj je normalizacija jekla in zakaj je to pogost del jeklarske industrije.
Kaj je toplotna obdelava?
Toplotna obdelava je postopek, pri katerem se kovine segrevajo in hladijo, da spremenijo svojo strukturo. Spremembe kemijskih in fizikalnih lastnosti kovin se razlikujejo glede na temperature, na katere se segrejejo, in koliko se nato ohladijo. Toplotna obdelava se uporablja za najrazličnejše kovine.
Kovine se običajno obdelujejo za izboljšanje njihove trdnosti, trdote, žilavosti, duktilnosti in korozijske odpornosti. Različni načini toplotne obdelave kovin vključujejo žarenje, kaljenje in normalizacijo.
Osnove normalizacije
Normalizacija odstrani nečistoče v jeklu in izboljša njegovo trdnost in trdoto. To se zgodi s spreminjanjem velikosti zrna, zaradi česar je bolj enakomerna po celotnem kosu jekla. Jeklo najprej segrejemo do določene temperature, nato ga ohladimo po zraku.
Glede na vrsto jekla, normaliziranje temperatur običajno segajo od 810 stopinj Celzija do 930 stopinj Celzija. Debelina kovine določa, kako dolgo se kos kovine drži pri "temperaturi namakanja" - temperaturi, ki transformira mikrostrukturo. Debelina in sestava kovine prav tako določata, kako visoko segreje obdelovanec.
Prednosti normalizacije
Normalizacijska oblika toplotne obdelave je cenejša od žarenja. Sežiganje je a toplotna obdelava postopek, ki kovino približa stanju ravnotežja. V tem stanju kovina postane mehkejša in lažja za delo. Žganje - ki ga Ameriško livarsko društvo imenuje "ekstremno prekomerno staranje" - zahteva kovino s počasnim kuhanjem, da se omogoči preoblikovanje njegove mikrostrukture. Segrejemo se nad kritično točko in pustimo, da se hladi počasi, veliko počasneje kot med postopkom normalizacije.
Zaradi sorazmerne poceni je normalizacija najpogostejši postopek industrializacije kovine. Če se sprašujete, zakaj je žarjenje dražje, Ispat Digest ponuja logično razlago razlike v stroških, kot sledi:
"Pri normalizaciji, ker hlajenje poteka v zraku, je peč pripravljena na naslednji cikel takoj, ko sta stopnji ogrevanja in namakanja več kot v primerjavi z žarenjem, pri čemer je potrebno hlajenje peči po stopnjah ogrevanja in namakanja od osem do 20 ur, odvisno od količine napolniti."
Toda normalizacija ni le manj draga od žarenja, ampak daje tudi trše in močnejše kovine kot postopek žarenja. Normalizacija se pogosto uporablja pri proizvodnji toplo valjanih jeklenih izdelkov, kot so železniška kolesa, palice, osi in drugi kovani jekleni izdelki.
Preprečevanje strukturnih nepravilnosti
Medtem normalizacija lahko ima prednosti pred žarenjem, železo na splošno koristi od kakršne koli toplotne obdelave. To velja dvakrat, kadar je zadevna oblika vlivanja zapletena. Ulitki iz železa v zapletenih oblikah (ki jih lahko najdemo v industrijskih okoljih, kot so rudniki, naftna polja in težki stroji) so podvrženi strukturnim težavam, ko se ohladijo. Te strukturne nepravilnosti lahko izkrivljajo material in povzročajo drugačna vprašanja v mehaniki železa.
Da se prepreči pojavljanje takšnih težav, se kovine podvržejo postopkom normalizacije, žarenja ali odstranjevanja stresa.
Kovine, ki jih normalizacija ne zahteva
Niso vse kovine potrebne termičnega procesa normalizacije. Na primer, redka je zahteva, da jeklo z nizko vsebnostjo ogljika zahteva normalizacijo. Če rečem, če se takšna jekla normalizirajo, material ne bo škodoval. Kadar imajo odlitki železa dosledno debelino in enake velikosti presekov, jih običajno nanašamo skozi postopek žarenja, ne pa skozi postopek normalizacije.
Drugi postopki toplotne obdelave
Carburizing jeklo: Karburizacija toplotna obdelava je vnos ogljika v površino jekla. Karburiranje nastane, ko se jeklo segreje nad kritično temperaturo v peči za gašenje, ki vsebuje več ogljika, kot ga jeklo vsebuje.
Dekarburizacija: Dekarburizacija je odstranjevanje ogljika s površine jekla. Dekarburizacija se zgodi, ko se jeklo segreje nad kritično temperaturo v atmosferi, ki vsebuje manj ogljika, kot ga jeklo vsebuje.
Jeklo z globokim zmrzovanjem: Globoko zmrzovanje jeklo hladi na približno -100 stopinj Fahrenheita ali manj, da dokonča pretvorbo avstenita v martenzit.