Dowiedz się więcej o zaletach normalizacji stali poza jej niskim kosztem

Normalizacja stali jest rodzajem obróbki cieplnej, więc zrozumienie obróbki cieplnej jest pierwszym krokiem do zrozumienia normalizacji stali. Stamtąd nietrudno zrozumieć, czym jest normalizacja stali i dlaczego jest to wspólna część przemysłu stalowego.

Obróbka cieplna to proces, w którym metale są podgrzewane i chłodzone w celu zmiany ich struktury. Zmiany właściwości chemicznych i fizycznych metali różnią się w zależności od temperatur, do których są one podgrzewane i od tego, jak długo są one schładzane. Obróbka cieplna jest stosowana do wielu różnych metali.

Metale są zwykle obrabiane w celu poprawy ich wytrzymałości, twardości, udarności, ciągliwości i odporności na korozję. Różne sposoby poddawania metali obróbce cieplnej obejmują wyżarzanie, odpuszczanie i normalizację.

Normalizacja usuwa zanieczyszczenia ze stali oraz poprawia jej wytrzymałość i twardość. Dzieje się tak, zmieniając rozmiar ziarna, dzięki czemu staje się bardziej jednolity w całym kawałku stali. Stal jest najpierw podgrzewana do określonej temperatury, a następnie chłodzona powietrzem.

W zależności od rodzaju stali normalizują temperatury zwykle wahają się od 810 stopni Celsjusza do 930 stopni Celsjusza. Grubość metalu określa, jak długo kawałek metalu jest trzymany w „temperaturze wygrzewania” - temperaturze, która przekształca mikrostrukturę. Grubość i skład metalu decydują również o tym, jak wysoko nagrzewany jest przedmiot.

Normalizacyjna forma obróbki cieplnej jest tańsza niż wyżarzanie. Wyżarzanie jest obróbka cieplna proces, który zbliża metal do stanu równowagi. W tym stanie metal staje się bardziej miękki i łatwiejszy w obróbce. Wyżarzanie - które American Foundry Society określa jako „ekstremalne starzenie się” - wymaga metalu wolno gotującego się, aby umożliwić jego mikrostrukturę transformacji. Ogrzewa się powyżej punktu krytycznego i pozostawia do powolnego stygnięcia, znacznie wolniej niż podczas procesu normalizacji.

Ze względu na względną niedrogość normalizacja jest najczęstszym procesem industrializacji metalu. Jeśli zastanawiasz się, dlaczego wyżarzanie jest droższe, Ispat Digest zapewnia logiczne wyjaśnienie różnicy kosztów w następujący sposób:

„Normalizując się, ponieważ chłodzenie odbywa się w powietrzu, piec jest gotowy do następnego cyklu, gdy tylko zostaną zakończone etapy ogrzewania i namaczania ponad w porównaniu do wyżarzania, gdzie chłodzenie pieca po etapach ogrzewania i namaczania wymaga od ośmiu do 20 godzin, w zależności od ilości opłata."

Ale normalizacja jest nie tylko tańsza niż wyżarzanie, ale także wytwarza twardszy i mocniejszy metal niż proces wyżarzania. Normalizacja jest często stosowana w produkcji wyrobów ze stali walcowanych na gorąco, takich jak koła kolejowe, pręty, osie i inne wyroby ze stali kutej.

Podczas normalizacja może mieć zalety w stosunku do wyżarzania, żelazo na ogół korzysta z dowolnej obróbki cieplnej. Jest to podwójnie prawdziwe, gdy przedmiotowy kształt odlewu jest skomplikowany. Odlewy żelaza w skomplikowanych kształtach (które można znaleźć w warunkach przemysłowych, takich jak kopalnie, pola naftowe i ciężkie maszyny) są podatne na problemy konstrukcyjne po ich ochłodzeniu. Te nieregularności strukturalne mogą zniekształcać materiał i powodować inne problemy w mechanice żelaza.

Aby zapobiec występowaniu takich problemów, metale podlegają procesom normalizacji, wyżarzania lub odprężania.

Nie wszystkie metale wymagają termicznego procesu normalizacji. Na przykład stal niskoemisyjna wymaga normalizacji. Biorąc to pod uwagę, jeśli takie stale zostaną znormalizowane, materiał nie wyrządzi żadnej szkody. Ponadto, gdy odlewy żeliwne mają stałą grubość i równe rozmiary przekrojów, są one zwykle poddawane procesowi wyżarzania, a nie procesowi normalizacji.

Stal nawęglająca: Nawęglanie polega na wprowadzeniu węgla na powierzchnię stali. Nawęglanie ma miejsce, gdy stal jest podgrzewana powyżej temperatury krytycznej w piecu do nawęglania, który zawiera więcej węgla niż stal.

Odwęglanie: Odwęglanie polega na usuwaniu węgla z powierzchni stali. Odwęglanie ma miejsce, gdy stal jest podgrzewana powyżej temperatury krytycznej w atmosferze, która zawiera mniej węgla niż stal.

Stal głęboko mrożąca: Głębokie zamrażanie chłodzi stal do około -100 stopni Fahrenheita lub niższych, aby dokończyć przekształcenie austenitu w martenzyt.