Teräksen normalisointi on eräänlainen lämpökäsittely, joten lämpökäsittelyn ymmärtäminen on ensimmäinen askel teräksen normalisoinnin ymmärtämisessä. Sieltä ei ole vaikea ymmärtää, mikä on teräksen normalisointi ja miksi se on terästeollisuuden yleinen osa.
Mikä on lämpökäsittely?
Lämpökäsittely on prosessi, jossa metalleja kuumennetaan ja jäähdytetään rakenteen muuttamiseksi. Metallien kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksien muutokset eroavat lämpötiloista, joihin ne kuumennetaan, ja siihen, kuinka paljon ne jäähdytetään myöhemmin. Lämpökäsittelyä käytetään monenlaisiin metalleihin.
Metallit käsitellään tyypillisesti niiden lujuuden, kovuuden, sitkeyden, taipuisuuden ja korroosionkestävyyden parantamiseksi. Eri tapoihin, joilla metallit voidaan lämpökäsitellä, kuuluvat hehkuminen, karkaisu ja normalisointi.
Normalisoinnin perusteet
Normalisointi poistaa epäpuhtaudet teräksestä ja parantaa sen lujuutta ja kovuutta. Tämä tapahtuu muuttamalla jyvän kokoa, jolloin se on yhtenäisempi koko terästä. Teräs kuumennetaan ensin tiettyyn lämpötilaan, sitten jäähdytetään ilmalla.
Terästyypistä riippuen, lämpötilojen normalisointi yleensä vaihtelevat 810 astetta - 930 astetta. Metallin paksuus määrää kuinka kauan metalliosaa pidetään "liotuslämpötilassa" - lämpötilassa, joka muuttaa mikrorakenteen. Metallin paksuus ja koostumus määräävät myös, kuinka korkea työkappale kuumenee.
Normalisoinnin edut
Lämpökäsittelyn normalisointimuoto on halvempi kuin hehkutus. Hehkutus on a lämpökäsittely prosessi, joka tuo metallin lähemmäksi tasapainotilaa. Tässä tilassa metallista tulee pehmeämpää ja helpompaa työskennellä. Hehkutus - jota Amerikan valimoyhdistys viittaa "äärimmäiseen yli-ikääntymiseen" - vaatii hitaasti kypsyvää metallia, jotta sen mikrorakenne muuttuisi. Se kuumennetaan kriittisen pisteen yläpuolelle ja annetaan jäähtyä hitaasti, paljon hitaammin kuin normalisointiprosessin aikana.
Normalisointi on suhteellisen edullisen kustannuksensa vuoksi yleisin metallin teollistumisprosessi. Jos mietit, miksi hehkutus on kalliimpaa, Ispat Digest tarjoaa loogisen selityksen kustannuserolle seuraavasti:
"Normaalisoidessaan, koska jäähdytys tapahtuu ilmassa, uuni on valmis seuraavaa jaksoa varten heti, kun lämmitys- ja liotusvaiheet ovat verrattuna hehkutukseen, jossa uunin jäähdytys kuumennus- ja liotusvaiheen jälkeen vaatii kahdeksan - 20 tuntia riippuen periä."
Mutta normalisointi ei ole vain halvempaa kuin hehkutus, se tuottaa myös kovemman ja vahvemman metallin kuin hehkutusprosessi. Normalisointia käytetään usein kuumavalssattujen terästuotteiden, kuten raidepyörien, tankojen, akselien ja muiden taottujen terästuotteiden, valmistuksessa.
Rakenteellisten sääntöjenvastaisuuksien estäminen
Sillä aikaa normalisointi voi olla etuja hehkuttamiseen verrattuna, rauta hyötyy yleensä kaikenlaisesta lämpökäsittelystä. Tämä on totta totta, kun kyseinen valumuoto on monimutkainen. Monimutkaisten muotoisten rautavalut (joita löytyy teollisuusympäristöistä, kuten kaivoksista, öljykentistä ja raskaista koneista) ovat alttiita rakenneongelmille jäähtyessään. Nämä rakenteelliset epäsäännöllisyydet voivat vääristää materiaalia ja aiheuttaa muita ongelmia raudan mekaniikassa.
Tällaisten ongelmien esiintymisen estämiseksi metallit normalisoidaan, hehkutetaan tai stressiä lievitetään.
Metallit, joita ei tarvitse normalisoida
Kaikki metallit eivät vaadi normalisointia termisessä prosessissa. Esimerkiksi on harvinaista, että vähähiiliset teräkset vaativat normalisointia. Tosin, jos tällaisia teräksiä normalisoidaan, materiaalille ei aiheudu haittaa. Lisäksi, kun rautavaluilla on tasainen paksuus ja yhtä suuret leikkauskoot, ne suoritetaan yleensä hehkutusprosessissa normalisointiprosessin sijaan.
Muut lämpökäsittelyprosessit
Teräsleikkaus: Hiilentävä lämpökäsittely on hiilen johtaminen teräksen pintaan. Karburoituminen tapahtuu, kun terästä lämmitetään kriittisen lämpötilan yläpuolella hiilihappouuneessa, joka sisältää enemmän hiiltä kuin teräs sisältää.
hiilenkato: Hiilenpoisto on hiilen poistamista teräksen pinnalta. Hiilenpoisto tapahtuu, kun terästä lämmitetään kriittisen lämpötilan yläpuolella ilmakehässä, joka sisältää vähemmän hiiltä kuin teräs sisältää.
Pakasteteräs: Syväjäädyttäminen jäähdyttää terästä noin -100 asteeseen Fahrenheit tai alempana, jotta austeniitin muutos martensiittiksi saadaan loppuun.