Az acél normalizálása egyfajta hőkezelés, tehát a hőkezelés megértése az első lépés az acél normalizálása szempontjából. Innentől kezdve nem nehéz megérteni, mi az acél normalizálása, és miért ez az acélipar közös része.
Mi az a hőkezelés?
Hőkezelés egy olyan folyamat, amelynek során a fémeket felmelegítik és lehűtik szerkezetük megváltoztatása céljából. A fémek kémiai és fizikai tulajdonságainak változása attól függ, hogy milyen hőmérsékleten hevítik őket, és mennyi ideig lehűtik őket. A hőkezelést fémek széles skálájára használják.
A fémeket jellemzően úgy kezelik, hogy javítsák szilárdságukat, keménységüket, szilárdságukat, rugalmasságukat és korrózióállóságukat. A fémek hőkezelésének különböző módjai közé tartozik a lágyítás, edzés és normalizálás.
A normalizálás alapjai
A normalizálás eltávolítja az acél szennyeződéseit, javítja az acél szilárdságát és keménységét. Ez úgy történik, hogy megváltoztatja a szemcsék méretét, és egyenletesebbé teszi az acéldarabot. Az acélt először felmelegítik egy meghatározott hőmérsékletre, majd levegővel lehűtik.
Az acél típusától függően a hőmérséklet normalizálása általában a 810 Celsius fok - 930 Celsius fok. A fém vastagsága határozza meg, mennyi ideig tart egy fémdarabot az "áztatási hőmérsékleten" - a mikroszerkezetet átalakító hőmérsékleten. A fém vastagsága és összetétele azt is meghatározza, hogy mekkora a munkadarab hevítése.
A normalizálás előnyei
A hőkezelés normalizáló formája olcsóbb, mint az izzítás. A lágyítás a hőkezelés olyan folyamat, amely közelebb hozza a fém az egyensúlyi állapothoz. Ebben az állapotban a fém lágyabbá válik és könnyebben használható. A lágyítás - amelyet az Amerikai Öntödei Társaság "szélsőséges túlöregedésnek" nevez - lassan főzõ fémre szorul, hogy mikroszerkezete átalakuljon. Melegíti a kritikus pontja fölött, és hagyja lassan lehűlni, sokkal lassabban, mint a normalizálási folyamat során.
Relatív olcsóssága miatt a normalizálás a fém leggyakoribb ipari folyamata. Ha azon kíváncsi, miért költségesebb a hevítés, a Ispat Digest a következőképpen logikus magyarázatot ad a költségkülönbségre:
"A normalizálás során, mivel a hűtés a levegőben zajlik, a kemence készen áll a következő ciklusra, amint a fűtési és áztatási szakasz megtörtént összehasonlítva a lágyítással, ahol a kemence hűtése a melegítési és áztatási szakaszok után 8-20 órát igényel, attól függően, díj."
A normalizálás azonban nem csupán olcsóbb, mint a lágyítás, hanem keményebb és erősebb fémet is előállít, mint a lágyítás. A normalizálást gyakran használják melegen hengerelt acéltermékek, például vasúti kerekek, rudak, tengelyek és más kovácsolt acéltermékek gyártásakor.
A strukturális szabálytalanságok megelőzése
Míg normalizálás előnyei lehetnek a lágyításhoz képest, a vas általában előnyös bármilyen hőkezeléssel. Ez kétszeresen igaz, ha a kérdéses öntési forma bonyolult. A komplex formájú vasöntvények (amelyek ipari környezetben megtalálhatók, például a bányákban, olajmezőkben és nehézgépekben) ki vannak téve a szerkezeti problémáknak, miután lehűltek. Ezek a szerkezeti szabálytalanságok torzíthatják az anyagot, és más problémákat okozhatnak a vas mechanikájában.
Az ilyen problémák kialakulásának megelőzése érdekében a fémek normalizálódnak, lágyulnak vagy stresszoldó folyamatokon mennek keresztül.
Fémek, amelyek nem igényelnek normalizálást
Nem minden fémet igényel a normalizációs hőkezelés. Például ritka az alacsony széntartalmú acélok normalizálása. Ennek ellenére, ha az ilyen acélokat normalizálják, az anyagot nem károsítja. Továbbá, ha a vasöntvények egyenletes vastagságúak és azonos profilmérettel rendelkeznek, akkor általában a hegesztési folyamaton, nem pedig a normalizálási folyamaton mennek keresztül.
Egyéb hőkezelési eljárások
Acéllemez: A karburáló hőkezelés a szénnek az acél felületébe juttatása. A karburizálás akkor fordul elő, amikor az acélt a kritikus hőmérséklet fölé hevítik egy olyan keményítőkemencében, amelyben több szén van, mint az acélban.
dekarbonizációjához: A dekarbonizálás a szén eltávolítása az acél felületéről. A dekarbonizáció akkor fordul elő, amikor az acélt a kritikus hőmérséklet fölé hevítik olyan atmoszférában, amely kevesebb szént tartalmaz, mint az acél tartalmaz.
Mélyhűtő acél: A mélyhűtés az acélt kb. -100 Fahrenheit vagy annál alacsonyabb hőmérsékletre hűti, hogy befejezze az austenit martenzitdé történő átalakulását.