Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Pro výrobní účely je často nutné měnit parametry oceli, jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je tepelné zpracování . Většina technologií tepelného zpracování zajišťuje svým principem změnu struktury oceli ohřevem, přidržováním a chlazením.

Navzdory tomu, že všechny tyto technologie mají stejné cíle a princip fungování, všechny se liší v teplotních a časových režimech. Tepelné zpracování může být buď mezilehlý nebo konečný proces během výroby. V prvním případě je materiál připraven pro následné zpracování a ve druhém je uveden nový charakter.

Jednou z těchto technologií je normalizace oceli. Takzvané tepelné zpracování, při kterém se materiál zahřívá na teplotu 30–50 stupňů nad Ast nebo Ac3, a pak se ochladí v klidném vzduchu.

Principy normalizace

Stejně jako ostatní technologie tepelného zpracování může být normalizace jak prostřední, tak i konečná operace ke zlepšení struktury oceli. Nejčastěji se používá v prvním případě, jako finální postup se normalizace používá hlavně při výrobě dlouhých výrobků, jako jsou kolejnice, kanály a nejen.

Klíčovým rysem normalizace je, že ocel je zahřívána na teplotu, která je o 30–50 stupňů vyšší než horní kritické hodnoty, a také materiál je stárnut a ochlazován.

V závislosti na typu materiálu je zvolena konkrétní teplota. Hypereutektoidní materiály jsou normalizovány při teplotě mezi body Ac 1 a Ac 3, zatímco materiály hypoeekektoidu mají teplotu vyšší než Ac 3. V důsledku toho materiály prvního typu získávají stejnou tvrdost, protože uhlík ve stejném množství přechází do roztoku a také fixuje austenit ve stejném množství. Struktura zahrnuje cement a martenzit.

Díky tomuto složení se zvyšuje odolnost proti opotřebení a tvrdost materiálu proeutektoidu. Pokud se ocel s vysokým obsahem uhlíku zahřeje více Ac3, pak se růst austenitových zrn zvýší a podle toho se zvýší vnitřní pnutí. Rovněž se zvýší koncentrace uhlíku, čímž se sníží teplota martenzitické transformace. Výsledkem je, že materiál se stává méně trvanlivým a tvrdším a lze ho měnit.

A hypoeutektoidní ocel, když se zahřívá nad kritický index, stává se velmi viskózní. Je to proto, že jemnozrnný austenit je tvořen nízkouhlíkovou ocelí. Po ochlazení se tato složka převede na jemně krystalický martenzit. Teplotní indexy mezi Ac 1 a Ac 3 nemohou být použity pro zpracování, protože v tomto případě struktura hypoeutektoidní oceli získá ferit, což snižuje jeho tvrdost po normalizaci a po popouštění mechanické vlastnosti.

Doba expozice závisí na stupni homogenizace struktury materiálu. Standardní indikátor je hodina expozice na tloušťku 25 mm. Intenzita chlazení tak či onak určuje velikost desek a množství perlitu.

Tato množství jsou vzájemně závislá. Ještě více perlitu se vytvoří se zvýšením intenzity chlazení, zmenší se vzdálenost mezi deskami a jejich tloušťka. To vše zvyšuje tvrdost a pevnost normalizovaného materiálu. Vzhledem k nízké intenzitě chlazení se vytváří materiál s nižší tvrdostí a pevností.

Jsou-li zpracovány objekty s velkými rozdíly v průřezu, musí být tepelné zatížení sníženo, aby se zabránilo zkreslení během ohřevu nebo chlazení. Před zahájením práce by se měly zahřívat v solné lázni.

Zatímco teplota produktu je snížena na nižší kritický bod, chlazení může být urychleno umístěním do vody nebo oleje.

Přiřazení procesu

Normalizace má za cíl změnit mikrostrukturu oceli, provádí následující:

  • snižuje vnitřní napětí;
  • rekrystalizací rozdrcuje hrubozrnnou strukturu svarů, odlitků nebo výkovků.

Cíle normalizace mohou být zcela odlišné. Tímto způsobem může být zvýšena nebo snížena tvrdost oceli, to samé platí pro pevnost materiálu a jeho houževnatost. Vše závisí na mechanických a tepelných vlastnostech oceli. S touto technologií je možné jak snížit zbytkové napětí, tak zlepšit stupeň zpracovatelnosti oceli jedním nebo jiným způsobem.

Ocelové odlitky jsou podrobeny tomuto zpracování pro následující účely:

  • homogenizovat jejich strukturu;
  • zvýšit náchylnost k tepelnému vytvrzování;
  • snížení zbytkových napětí.

Výrobky získané zpracováním tlakem se po kování a válcování podrobují normalizaci, aby se zmenšila velikost zrna struktury a její olepování.

Normalizace, spolu s uvolňováním, je potřebná k nahrazení vytvrzování produktů složitého tvaru nebo s ostrými rozdíly v průřezu. Zabrání se závadám.

Tato technologie se také používá ke zlepšení struktury výrobku před kalením, ke zlepšení jeho obrobitelnosti řezáním, k odstranění síťoviny sekundárního cementu v proeutektoidní oceli a k přípravě oceli pro konečné tepelné zpracování.

Třída 45 ocel a její vlastnosti

Tato ocel je slitina železa a uhlíku. Stát se značkou 45 díky své tvrdosti má tradiční vysokou poptávku v různých průmyslových odvětvích. V této slitině je podíl železa asi 45%. Vlastnosti materiálu přímo souvisejí s jeho legovacími prvky a množstvím uhlíku, což je velmi důležité při výrobě výrobků pro válcovaný kov. Tento nebo tento teplotní režim zpracování umožňuje získat trvanlivý výrobek. Po normalizaci je tvrdost značky 45 přímo závislá na teplotě během provozu.

Tato ocel je uhlíková strukturní. Normalizace by měla být prováděna na ulici, a ne ve speciálních sporácích, na rozdíl od jiných fází zpracování. Značka 45 jednoduše a rychle poskytuje mechanické typy zpracování, zejména:

  • vrtání;
  • soustružení;
  • mletí.

Na základě této oceli vyrábějí tyto výrobky:

  • obvazy;
  • Vačky;
  • válce;
  • ozubená kola;
  • klikové hřídele a vačkové hřídele;
  • hnací hřídel;
  • vřetena.

Další metody tepelného zpracování

Kromě normalizace zahrnuje tepelné zpracování oceli následující procesy:

  • žíhání;
  • kalení;
  • dovolená;
  • kryogenní zpracování;
  • vytvrzování disperzí.

Princip implementace a cíle každé technologie jsou však stejné, každá z nich má však své charakteristické rysy:

  • Žíhání - díky němu bude struktura perlitu co nejtenčí, protože chlazení probíhá v peci. Žíhání může snížit strukturální heterogenitu, stejně jako napětí po zpracování odlitkem nebo pod tlakem, dát struktuře jemnou zrno nebo zlepšit obrábění;
  • kalení - princip technologie je stejný, ale teploty jsou v porovnání s normalizací vyšší a rychlost chlazení je také vyšší. Proces probíhá v kapalinách. V důsledku kalení se zvyšuje pevnost a tvrdost materiálu a díly budou mít nakonec nízkou rázovou houževnatost a křehkost;
  • popouštění - kalení po kalení snižuje napětí a křehkost. Za tímto účelem se materiál zahřeje na nízkou teplotu a zchladí se venku. Na pozadí zvýšení teploty klesá pevnost v tahu a tvrdost a houževnatost se zvyšuje;
  • kryogenní úprava - díky tomu bude mít materiál jednotnou strukturu a tvrdost, tato technologie je nejvhodnější pro kalenou uhlíkovou ocel;
  • vytvrzování disperzí - konečné zpracování, při kterém se dispergované částice uvolňují v pevném roztoku po kalení nízkým teplem, čímž se získá pevnost materiálu.

Pro provedení tepelného ošetření budete potřebovat následující:

  • nádrže na vodu a olej;
  • brusný papír;
  • metalografický mikroskop;
  • trouba s termoelektrickým pyrometrem;
  • Tvrdoměry Rockwell;
  • sady mikroskopů (sorbitol, martenzit, ferit-martenzit atd.).

Volba metody tepelného zpracování oceli

Normalizace nebo jiný způsob tepelného zpracování oceli se volí v závislosti na koncentraci uhlíku v něm. Pokud jej materiál obsahuje v množství do 0, 2%, pak je nejpřijatelnějším způsobem normalizace. Pokud je uhlík 0, 3–0, 4%, pak bude fungovat jak normalizace, tak žíhání.

V závislosti na požadovaných vlastnostech by měl být zvolen jeden nebo jiný způsob ošetření. Například normalizace poskytne produktu jemnozrnnou strukturu a ve srovnání s žíháním větší tvrdost a pevnost.

V mnoha případech je preferovanou metodou zpracování materiálů normalizace, protože má mnoho výhod oproti ostatním. V mnoha průmyslových odvětvích, zejména ve strojírenství, se nejčastěji používá pro tepelné zpracování .

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Obrábění kovů