Ontdek hoe deze vorm van hittebehandeling ijzer beter werkbaar maakt
Wat betekent normalisatie?
Normalisatie is een specifiek type warmtebehandeling die stress op staal verlicht; dit verbetert de ductiliteit en taaiheid in staalsoorten die na het koude werkproces kunnen uitharden. Genormaliseerde warmtebehandeling zorgt ook voor een meer uniforme carbidegrootte en -verdeling, wat latere warmtebehandelingsoperaties vergemakkelijkt en een uniformer eindproduct produceert.
Om te normaliseren, wordt staal opgewarmd tot een temperatuur net boven het bovenste kritische punt. Dit is over het algemeen meer dan 50 C van die temperatuur. Het staal wordt dan lang genoeg vastgehouden om kleinere metaalkorrels te vormen en hoogenergetische korrelvormen samen te voegen.
Deze transformatie wordt korrelverfijning genoemd en leidt tot de vorming van een meer uniform stuk metaal. Nadat staal is verwarmd tot een temperatuur boven het kritieke punt, wordt het luchtgekoeld totdat het tot kamertemperatuur daalt.
Normalisatietemperaturen zouden variëren van 810 ° C tot 930 ° C.
De dikte van het metaal bepaalt hoe lang een stuk metaal wordt vastgehouden bij wat bekend staat als de weektemperatuur, of de temperatuur die de microstructuur transformeert. De dikte en samenstelling van het metaal bepalen ook hoe hoog het werkstuk wordt verwarmd.
Andere voordelen van normalisatie
Normalisatie kan ook de dendritische segregatie elimineren die tijdens het gietproces wordt geproduceerd.
De normalisatievorm van de warmtebehandeling is minder duur dan gloeien. Gloeien is een warmtebehandelingproces dat metaal dichter bij een evenwichtstoestand brengt. In deze staat wordt het metaal zachter en dus gemakkelijker om mee te werken. Gloeien, wat de American Foundry Society 'extreme over-aging' noemt, vereist langzaam koken van metaal om de microstructuur ervan te transformeren.
Omdat normalisatie minder duur is dan gloeien, is het niet verrassend het meest gebruikelijke industrialisatieproces van metaal. Als u zich afvraagt waarom gloeien duurder is, biedt de Ispat Digest een logische verklaring voor het verschil in kosten als volgt:
"Bij het normaliseren, omdat de koeling plaatsvindt in de lucht, is de oven klaar voor de volgende cyclus zodra de verwarmings- en inweekfasen voorbij zijn in vergelijking met uitgloeien, waarbij het afkoelen van de oven na de verwarmings- en inweektrappen acht tot 20 uur duurt , afhankelijk van de hoeveelheid lading. "
Normalisatie is niet alleen goedkoper dan gloeien, het produceert ook harder en sterker metaal dan het gloeiproces. Normalisatie wordt vaak gebruikt bij de productie van warmgewalste staalproducten, zoals spoorwielen, staven, assen en andere gesmede staalproducten.
Voorkomen van structurele onregelmatigheden
Hoewel normalisatie voordelen kan hebben boven uitgloeien, profiteert ijzer in het algemeen van elke vorm van warmtebehandeling. Dit is dubbel waar wanneer de gietvorm in kwestie gecompliceerd is. Bovendien zijn ijzergietstukken in complexe vormen kwetsbaar voor structurele problemen nadat ze zijn afgekoeld. Deze structurele onregelmatigheden kunnen het materiaal verstoren en andere problemen veroorzaken in de mechanica van het ijzer.
Om te voorkomen dat dergelijke problemen zich voordoen, ondergaan metalen normaliserende, ontlindende of spanningsverlichtende processen.
Metalen die niet moeten worden genormaliseerd
Niet alle metalen vereisen het normalisatie thermische proces. Het is bijvoorbeeld zeldzaam dat koolstofarme staalsoorten normalisatie vereisen. Dat gezegd hebbende, als dergelijke staalsoorten worden genormaliseerd, zal er geen schade aan het materiaal worden toegebracht. Wanneer ijzeren gietstukken overal even dik zijn en hun sectiegroottes hetzelfde zijn, worden ze in het algemeen door het uitgloeiproces gebracht in plaats van door het normalisatieproces.
Andere verschillende warmtebehandelingsprocessen
Carburerend staal. Carburerende warmtebehandeling is de introductie van koolstof in het oppervlak van staal. Carbureren vindt plaats wanneer het staal wordt verwarmd boven de kritische temperatuur in een cementeringsoven, die meer koolstof bevat dan het staal bevat.
Ontkoling. Ontkooling is het verwijderen van koolstof uit het oppervlak van staal. Ontkoling vindt plaats wanneer het staal boven de kritische temperatuur wordt verhit in een atmosfeer die minder koolstof bevat dan het staal bevat.
Diepvriesstaal. Diepvriezen is het koelen van een staal tot ongeveer -100 F of lager om de transformatie van austeniet in martensiet te voltooien.