Topp 7 metoder för normalisering och hur man applicerar dem effektivt

 

I Inledning

 

Normalisering, som en värmebehandlingsprocess, är ett viktigt medel för att förbättra de mekaniska egenskaperna hos stål och gjutgods. Genom att värma stålet till en viss temperatur, hålla det under en viss tid och kyla det på ett kontrollerat sätt erhålls den önskade strukturen och egenskaperna. Normaliseringsprocesser varierar beroende på uppvärmningstemperatur, kylningsmetod och syfte. Dessa metoder kan kategoriseras i konventionell normalisering, subkritisk normalisering, isotermisk normalisering, högtemperaturnormalisering, vattenkyld normalisering, luftkyld normalisering och spraynormalisering. Varje metod har unika tillämpningsscenarier och fördelar under normaliseringsprocessen.

 

 

II Typer och egenskaper för normalisering

 

1. Konventionell normalisering

Definition: Konventionell normalisering är en värmebehandlingsprocess där stål värms upp till en temperatur 30–50 grader över Ac3 (för hypoeutectoid stål) eller Accm (för hypereutectoid stål), hålls under en viss tid och sedan naturligt kyls i luften.

 

Egenskaper:

• Måttlig kylhastighet, mellan glödgning och härdning.
• Producerar fina perlit- och ferritstrukturer, vilket förbättrar stålets hållfasthet och seghet.
• Lämplig för medelstora och tunga mekaniska delar, axlar och fjädrar.

 

2. Subkritisk normalisering

 

▲ Subkritisk normalisering

 

Definition: Subkritisk normalisering, även känd som normalisering av subkritisk eller fasomvandlingszonsuppvärmning, värmer lågkollegerat stål till en temperatur mellan Ac1 och Ac3, håller det under en viss tid och luftkyls sedan.

 

Egenskaper:

• Partiell austenitisering, vilket resulterar i fina austenit- och ferritstrukturer.
• Kan inte helt eliminera strukturella defekter, lämplig för kontrollerat valsande stålplåt och normaliserade stålplåtar utan strukturella defekter.
• Förbättrar stålets seghet, men med begränsad förfining av strukturen.

 

3. Isotermisk normalisering

 

▲ Isotermisk normalisering

 

Definition: Isotermisk normalisering innebär att värma stålet till austenitiseringstemperaturen, hålla det ett tag, snabbt kyla det till perlitomvandlingszonen, utföra isotermisk behandling och sedan luftkylning.

 

Egenskaper:

• Långsam och kontrollerad kylningsprocess, enhetlig strukturomvandling.
• Producerar finare perlit- och ferritstrukturer, vilket avsevärt förbättrar stålets mekaniska egenskaper.
• Lämplig för delar med höga omfattande mekaniska prestandakrav, såsom växlar och lager.

 

4. Normalisering av hög temperatur

 

▲ Normalisering av hög temperatur

 

Definition: Högtemperaturnormalisering innebär att stålet värms upp till ett högre temperaturområde än konventionell normalisering, vanligtvis 900–950 grader, följt av luftkylning efter austenitisering.

 

Egenskaper:

• Hög uppvärmningstemperatur, austenitkorn växer sig större, men den slutliga strukturen förblir fin efter kylning.
• Lämplig för tjockväggiga gjutgods med hög kiselhalt, som kräver luft- eller spraykylning för att förhindra överhettning.
• Förbättrar avsevärt stålets hållfasthet och hårdhet, även om segheten kan minska något.

 

5. Vattenkyld normalisering

Definition: Vattenkyld normalisering är en värmebehandlingsprocess där vatten används som kylmedium för snabb kylning, baserat på konventionell normalisering.

 

Egenskaper:

• Snabb kylhastighet, vilket resulterar i en väl förfinad struktur.
• Lämplig för stora gjutgods och smide med enkla former, som kan undvika bildning av blockformig ferrit eller nätverksbunden cementit under luftkylning.
• Kylhastigheten måste kontrolleras noggrant för att förhindra sprickbildning.

 

6. Luftkyld normalisering

Definition: Luftkyld normalisering använder luftcirkulation för att accelerera kylningshastigheten för ståldelar.

 

Egenskaper:

• Kylhastigheten ligger mellan luftkylning och vattenkylning, och kylhastigheten kan styras genom att justera luftmängden.
• Lämplig för komplext formade, stora arbetsstycken, vilket minskar tendensen till deformation och sprickbildning.
• Lätt att använda och låg kostnad.

 

7. Spray Normalizing

Definition: Spraynormalisering använder högtrycksvattendimma som kylmedium för att snabbt kyla uppvärmda ståldelar.

 

Egenskaper:

• Extremt snabb kylhastighet, med betydande kornförfining.
• Lämplig för delar med extremt höga prestandakrav och komplexa former.
• Hög utrustningsinvestering och komplex drift, som kräver strikt kontroll av sprayvolym och kylningstid.

 

 

III Tillämpningar av normalisering

 

För medelkolstål kan normalisering ersätta härdning och härdning, förbereda strukturen för högfrekvent härdning, minska deformation och sänka bearbetningskostnaderna. För högkolhaltigt stål kan normalisering eliminera nätverksbunden cementit, vilket underlättar sfäroidiserande glödgning. För lågkolstål och låglegerat stål kan normalisering öka hårdheten, vilket förbättrar bearbetbarheten. För stora stålsmider eller gjutgods med drastiska tvärsnittsförändringar kan normalisering ersätta härdning för att minska tendensen till deformation och sprickbildning, eller förbereda strukturen för härdning. För överhärdade ståldelar kan normalisering eliminera överhettningseffekter, vilket möjliggör återsläckning. För gjutjärnsdelar ökar normaliseringen mängden perlit i matrisen, vilket förbättrar styrkan och slitstyrkan hos gjutgodset.

 

Normalisering används ofta inom industrier som mekanisk tillverkning, biltillverkning, flyg- och kraftutrustning. Olika delar i dessa branscher har olika prestandakrav, så lämpliga normaliseringsprocesser måste väljas.

 

Till exempel:

 

• Mekanisk tillverkning:Konventionell normalisering är lämplig för medelstora och tunga mekaniska delar, vilket förbättrar delarnas hållfasthet och seghet. Isotermisk normalisering är lämplig för växlar och lager med hög precision, vilket säkerställer slitstyrka och stabilitet.
• Biltillverkning:Högtemperaturnormalisering används för nyckelkomponenter som vevaxlar och vevstakar, vilket förbättrar deras bärförmåga och livslängd. Vattenkyld normalisering används för stora gjutgods för att förhindra strukturella defekter under luftkylning.
• Flyg och rymd:Delar med extremt höga krav på materialprestanda, såsom motorblad och turbinskivor, använder ofta spraynormalisering för att uppnå de bästa mekaniska egenskaperna.
• Kraftutrustning:Isotermisk och luftkyld normalisering kombineras för att förbättra korrosionsbeständigheten och livslängden för kraftutrustning.

 

 

IV Slutsats

 

Som en viktig del av värmebehandlingsprocessen kan normalisering avsevärt förbättra de mekaniska egenskaperna hos stål och gjutgods genom olika metoder och tillämpningar. I faktisk produktion bör lämplig normaliseringsprocess väljas baserat på de specifika kraven och processförhållandena för delarna för att uppnå bästa behandlingseffekt. I framtiden, när materialvetenskap och värmebehandlingsteknik fortsätter att utvecklas, kommer normaliseringsprocesser att fortsätta att förnyas och förbättras, vilket ger högkvalitativt materialstöd inom olika industrier.