Terase normaliseerimine on omamoodi kuumtöötlus, seega on kuumtöötlemise mõistmine esimene samm terase normaliseerimise mõistmisel. Sealt edasi pole raske aru saada, mis on terase normaliseerimine ja miks see on terase tööstuse tavaline osa.
Mis on kuumtöötlus?
Kuumtöötlus on protsess, milles metalle kuumutatakse ja jahutatakse, et muuta nende struktuuri. Metallide keemiliste ja füüsikaliste omaduste muutused erinevad sõltuvalt temperatuurist, milleni neid kuumutatakse, ja sellest, kui palju neid hiljem jahutatakse. Kuumtöötlemist kasutatakse väga paljude metallide jaoks.
Tavaliselt töödeldakse metalle nende tugevuse, kõvaduse, vastupidavuse, elastsuse ja korrosioonikindluse parandamiseks. Metallide kuumtöötluse erinevad viisid hõlmavad lõõmutamist, karastamist ja normaliseerimist.
Normaliseerimise alused
Normaliseerimine eemaldab terase lisandid ja parandab selle tugevust ja kõvadust. See juhtub, muutes tera suurust, muutes selle kogu terasetüki ulatuses ühtlasemaks. Teras kuumutatakse kõigepealt kindla temperatuurini, seejärel jahutatakse õhu abil.
Temperatuuri normaliseerimine, sõltuvalt terase tüübist tavaliselt vahemikus 810 kraadi kuni 930 kraadi. Metalli paksus määrab, kui kaua metallitükki hoitakse "leotemistemperatuuril" - temperatuuril, mis muudab mikrostruktuuri. Metalli paksus ja koostis määravad ka tooriku kuumutamise.
Normaliseerimise eelised
Kuumtöötlemise normaliseeriv vorm on odavam kui lõõmutamine. Lõõmutamine on a kuumtöötlus protsess, mis lähendab metalli tasakaaluolekule. Selles olekus muutub metall pehmemaks ja hõlpsamini töödeldavaks. Lõõmutamine - mida Ameerika valukodade ühing nimetab "äärmuslikuks liigseks vananemiseks" - nõuab aeglaselt keetvat metalli, et võimaldada selle mikrostruktuuri muutumist. Seda kuumutatakse kriitilisest punktist kõrgemal ja lastakse jahtuda aeglaselt, palju aeglasemalt kui normaliseerimisprotsessi ajal.
Selle suhtelise odavuse tõttu on normaliseerimine metalli kõige tavalisem industrialiseerimisprotsess. Kui soovite teada, miks lõõmutamine on kallim, siis Ispat Digest annab kulude erinevusele loogilise seletuse järgmiselt:
"Normeerimisel, kuna jahutamine toimub õhus, on ahi järgmise tsükli jaoks valmis niipea, kui kuumutamise ja leotamise etapid on võrreldes lõõmutamisega, kus ahju jahutamine pärast kuumutamist ja leotamist nõuab kaheksa kuni 20 tundi, sõltuvalt laadima. "
Kuid normaliseerimine pole lihtsalt lõõmutamine odavam, see annab ka kõvema ja tugevama metalli kui lõõmutamine. Normaliseerimist kasutatakse sageli kuumvaltsitud terastoodete, näiteks raudteerataste, -varraste, -telgede ja muude sepistatud terastoodete tootmisel.
Struktuuriliste ebakorrapärasuste ennetamine
Kuigi normaliseerimine lõõmutamise ees võib olla eeliseid, rauast on üldiselt kasu igasugusest kuumtöötlusest. See on kahekordne tõsi, kui asjaomane valuvorm on keeruline. Keeruka kujuga rauavalandid (mida võib leida tööstuslikest oludest nagu kaevandused, naftamaardlad ja rasked masinad) on pärast jahutamist tundlikud struktuuriprobleemide suhtes. Need struktuurilised ebakorrapärasused võivad materjali moonutada ja põhjustada triikraua mehaanikas muid probleeme.
Selliste probleemide ilmnemise vältimiseks viiakse metallid läbi normaliseerimis-, lõõmutus- või stressimaandamisprotsessides.
Metallid, mis ei vaja normaliseerimist
Mitte kõik metallid ei vaja termilise protsessi normaliseerimist. Näiteks on harva vaja, et madala süsinikusisaldusega terased vajaksid normaliseerimist. Sellegipoolest, kui sellised terased normaliseeritakse, ei kahjusta see materjali. Samuti, kui rauavalu paksus on ühtlane ja ristlõike suurus on võrdne, viiakse need tavaliselt läbi lõõmutamisprotsessi, mitte normaliseerimisprotsessi kaudu.
Muud kuumtöötlusprotsessid
Terase süsinik: Kuumtöötlemine karboniseerimisega on süsiniku sisestamine terase pinnale. Karboniseerumine toimub siis, kui terast kuumutatakse kriitilisest temperatuurist kõrgemal süsinikdioksiidi põletamise ajal, kui teras sisaldab rohkem süsinikku.
Dekarbonatsioon: Dekarburisatsioon on süsiniku eemaldamine terase pinnalt. Dekarboniseerumine toimub siis, kui terast kuumutatakse üle kriitilise temperatuuri atmosfääris, mis sisaldab vähem süsinikku, kui teras sisaldab.
Sügavkülmutatud teras: Austeniidi muundamiseks martensiidiks jahutatakse terast sügavkülmutusel temperatuurini umbes -100 kraadi või madalamale.