РІЗНИЦЯ МІЖ БК, ГБК, БКС, НБК У СТАЛІ.

РІЗНИЦЯ МІЖ БК, ГБК, БКС, НБК У СТАЛІ.

РЕФЕРАТ:

Відпал і нормалізація сталі є двома поширеними процесами термічної обробки.
Мета попередньої термічної обробки: усунути деякі дефекти заготовок і напівфабрикатів, підготувати організацію до подальшої холодної та остаточної термічної обробки.
Кінцева мета термічної обробки: отримати необхідну продуктивність заготовки.
Метою відпалу та нормалізації є усунення певних дефектів, викликаних гарячою обробкою сталі, або підготовка до наступного різання та остаточної термічної обробки.

 

 Відпал сталі:
1. Концепція: процес термічної обробки нагрівання сталевих деталей до відповідної температури (вище або нижче Ac1), підтримка її протягом певного періоду часу, а потім повільне охолодження для отримання структури, близької до рівноважної, називається відпалом.
2. Мета:
(1) Зменшити твердість і покращити пластичність
(2) Уточнення зерен і усунення структурних дефектів
(3) Усунути внутрішнє напруження
(4) Підготувати організацію до гасіння
Тип: (Відповідно до температури нагрівання, його можна розділити на відпал вище або нижче критичної температури (Ac1 або Ac3). Перший також називається рекристалізаційним відпалом із зміною фази, включаючи повний відпал, дифузійний відпал, гомогенізаційний відпал, неповний відпал та сфероїдний відпал; останнє включає рекристалізаційний відпал і відпал для зняття напруги.)

  •  Повний відпал (GBK+A):

1) Концепція: Нагрійте доевтектоїдну сталь (Wc=0,3%~0,6%) до AC3+(30~50)℃, і після її повної аустенізації, збереження тепла та повільне охолодження (після печі, закопування в пісок, вапно), Процес термічної обробки для отримання структури, близької до рівноважного стану, називається повним відпалом.2) Призначення: Уточнення зерен, однорідна структура, усунення внутрішнього напруження, зниження твердості та підвищення продуктивності різання.
2) Процес: повний відпал і повільне охолодження в печі можуть забезпечити осадження проевтектоїдного фериту і перетворення переохолодженого аустеніту в перліт в основному діапазоні температур нижче Ar1.Час витримки заготовки при температурі відпалу не тільки змушує заготовку прогорати, тобто серцевина заготовки досягає необхідної температури нагріву, але й забезпечує повну рекристалізацію всього гомогенізованого аустеніту.Час витримки повного відпалу залежить від таких факторів, як склад сталі, товщина заготовки, завантажувальна здатність печі та спосіб завантаження печі.У реальному виробництві, щоб підвищити продуктивність, відпал і охолодження приблизно до 600 ℃ можуть бути поза печі та повітряним охолодженням.
Сфера застосування: лиття, зварювання, кування та прокатка середньовуглецевої сталі та середньовуглецевої легованої сталі тощо. Примітка: низьковуглецеву сталь і заевтектоїдну сталь не слід повністю відпалювати.Твердість низьковуглецевої сталі низька після повного відпалу, що не сприяє обробці різанням.Коли заевтектоїдну сталь нагрівають до аустенітного стану вище Accm і повільно охолоджують і відпалюють, випадає сітка вторинного цементиту, що значно знижує міцність, пластичність і ударну в’язкість сталі.

  • Сфероїдний відпал:

1) Концепція: процес відпалу для сфероїдізації карбідів у сталі називається сфероїдним відпалом.
2) Процес: Загальний процес сфероїдного відпалу Ac1+(10~20)℃ охолоджується в печі до 500~600℃ з повітряним охолодженням.
3) Призначення: зменшити твердість, покращити організацію, покращити пластичність та продуктивність різання.
4) Сфера застосування: в основному використовується для різальних інструментів, вимірювальних інструментів, форм тощо з евтектоїдної сталі та заевтектоїдної сталі.Коли заевтектоїдна сталь має сітку вторинного цементиту, вона не тільки має високу твердість і важко піддається різанню, але й підвищує крихкість сталі, яка схильна до деформації та розтріскування.З цієї причини після гарячої обробки сталі необхідно додати процес сфероїдного відпалу для сфероїдізації пластового інфільтрату в сітчастому вторинному цементиті та перліті для отримання зернистого перліту.
Швидкість охолодження та ізотермічна температура також впливатимуть на ефект карбідної сфероїдізації.Швидка швидкість охолодження або низька ізотермічна температура призведе до утворення перліту при більш низькій температурі.Частинки карбіду занадто дрібні, а ефект агрегації невеликий, що дозволяє легко утворювати лускаті карбіди.В результаті твердість висока.Якщо швидкість охолодження занадто повільна або ізотермічна температура занадто висока, утворені частинки карбіду будуть більш грубими, а ефект агломерації буде дуже сильним.Легко утворити зернисті карбіди різної товщини і зробити твердість низькою.

  •  Гомогенізаційний відпал (дифузійний відпал):

1) Процес: Процес термічної обробки нагріву злитків або виливків з легованої сталі до 150~00℃ вище Ac3, витримка протягом 10~15 годин, а потім повільне охолодження для усунення нерівномірного хімічного складу.
2) Призначення: Усунути сегрегацію дендритів під час кристалізації та гомогенізувати композицію.Через високу температуру нагрівання та тривалий час зерна аустеніту сильно грубіють.Тому, як правило, необхідно виконати повний відпал або нормалізацію для очищення зерен і усунення дефектів перегріву.
3) Сфера застосування: в основному використовується для зливків легованої сталі, виливків і поковок з високими вимогами до якості.
4) Примітка: високотемпературний дифузійний відпал має тривалий виробничий цикл, високе споживання енергії, серйозне окислення та зневуглецювання заготовки та високу вартість.Лише деякі високоякісні леговані сталі, виливки з легованої сталі та сталеві злитки з сильною сегрегацією використовують цей процес.Для виливків невеликих загальних розмірів або виливків з вуглецевої сталі через їх меншу ступінь сегрегації можна використовувати повний відпал для очищення зерен і усунення напруги від лиття.

  • Відпал для зняття напруги

1) Концепція: Відпал для зняття напруги, викликаної обробкою пластичної деформації, зварюванням тощо, та залишкової напруги в виливку називається відпалом для зняття напруги.(Під час відпалу для зняття напруги викривлення не відбувається)
2) Процес: повільно нагрійте заготовку до 100~200℃ (500~600℃) нижче Ac1 і витримуйте її протягом певного періоду часу (1~3 год), потім повільно охолодіть її до 200℃ за допомогою печі, а потім охолодіть його з печі.
Сталь зазвичай становить 500~600 ℃
Чавун зазвичай перевищує 550 пряжок при 500-550 ℃, що легко спричинить графітизацію перліту.Зварювальні частини зазвичай мають температуру 500~600 ℃.
3) Сфера застосування: Усунення залишкової напруги в литих, кованих, зварних деталях, холодноштампованих і оброблених заготовках для стабілізації розмірів сталевих деталей, зменшення деформації та запобігання утворення тріщин.

Нормалізація сталі:
1. Концепція: нагрівання сталі до 30-50°C вище Ac3 (або Accm) і витримка її протягом належного часу;Процес термічної обробки охолодження в нерухомому повітрі називається нормалізацією сталі.
2. Призначення: Уточнення зерна, однорідна структура, регулювання твердості тощо.
3. Організація: евтектоїдна сталь S, доевтектоїдна сталь F+S, заевтектоїдна сталь Fe3CⅡ+S
4. Процес: нормалізація часу збереження тепла така ж, як і повний відпал.Він повинен бути заснований на заготівлі шляхом випалювання, тобто серцевина досягає необхідної температури нагріву, а також слід враховувати такі фактори, як сталь, оригінальна структура, потужність печі та опалювальне обладнання.Найпоширеніший метод нормалізуючого охолодження полягає в тому, щоб витягти сталь з нагрівальної печі і охолодити її природним шляхом на повітрі.Для великих деталей можна також використовувати видування, розпилення та регулювання відстані укладання сталевих деталей для контролю швидкості охолодження сталевих деталей для досягнення необхідної організації та продуктивності.

5. Діапазон застосування:

  • 1) Підвищити продуктивність різання сталі.Вуглецева сталь і низьколегована сталь з вмістом вуглецю менше 0,25% мають меншу твердість після відпалу і легко «прилипають» під час різання.Завдяки нормалізуючому лікуванню можна відновити вільний ферит і отримати перліт, що лущиться.Підвищення твердості може покращити оброблюваність сталі, збільшити термін служби інструменту та обробку поверхні заготовки.
  • 2) Усунути дефекти термічної обробки.Виливки, поковки, деталі прокатки та зварні деталі з середньовуглецевої конструкційної сталі схильні до перегріву дефектів і смугових структур, таких як грубе зерно, після нагрівання.Завдяки нормалізуючому лікуванню ці дефектні структури можна усунути, а також досягти мети очищення зерна, однорідної структури та усунення внутрішнього напруження.
  • 3) Усунення сітки карбідів заевтектоїдної сталі, що полегшує сфероїдний відпал.Перед загартуванням заевтектоїдну сталь слід сфероїдувати та відпалити, щоб полегшити механічну обробку та підготувати конструкцію до загартування.Однак, коли в заевтектоїдній сталі є серйозні сітчасті карбіди, хороший ефект сфероїдізації не буде досягнутий.Чистий карбід можна усунути шляхом нормалізації лікування.
  • 4) Поліпшити механічні властивості загальних конструктивних частин.Деякі деталі з вуглецевої та легованої сталі з невеликими вимогами до напруги та низькими вимогами до продуктивності нормалізуються для досягнення певних комплексних механічних характеристик, які можуть замінити обробку загартування та відпуску як остаточну термічну обробку деталей.

Вибір відпалу та нормалізації
Основна відмінність відпалу від нормалізації:
1. Швидкість охолодження нормалізації дещо вища за відпал, а ступінь переохолодження більша.
2. Структура, отримана після нормалізації, більш тонка, а міцність і твердість вищі, ніж у відпалу.Вибір відпалу і нормалізації:

  • Для низьковуглецевої сталі з вмістом вуглецю <0,25% зазвичай замість відпалу використовують нормування.Оскільки більш швидка швидкість охолодження може запобігти випаданню вільного третинного цементиту вздовж кордону зерен з низьковуглецевої сталі, покращуючи тим самим характеристики холодної деформації деталей штампування;нормалізація може підвищити твердість сталі та продуктивність різання низьковуглецевої сталі;У процесі термічної обробки нормалізація може бути використана для очищення зерен і підвищення міцності низьковуглецевої сталі.
  • Середньовуглецеву сталь з вмістом вуглецю від 0,25 до 0,5% також можна нормалізувати замість відпалу.Хоча твердість середньовуглецевої сталі, близька до верхньої межі вмісту вуглецю, вища після нормалізації, її все одно можна знизити і витрати на нормалізацію Низька і висока продуктивність.
  • Сталь з вмістом вуглецю від 0,5 до 0,75% через високий вміст вуглецю твердість після нормалізації значно вища, ніж при відпалі, і її важко різати.Тому повний відпал зазвичай використовується для зниження твердості та покращення різання.Можливість обробки.
  • Високовуглецеві або інструментальні сталі з вмістом вуглецю > 0,75% зазвичай використовують сфероїдний відпал як попередню термічну обробку.Якщо є сітка вторинного цементиту, то спочатку її слід нормалізувати.

Джерело: Механічна професійна література.

Редактор: Алі

 


Час розміщення: 27 жовтня 2021 року