ROZDIEL MEDZI BK, GBK, BKS, NBK V OCELE.

ROZDIEL MEDZI BK, GBK, BKS, NBK V OCELE.

ABSTRAKT:

Žíhanie a normalizácia ocele sú dva bežné procesy tepelného spracovania.
Účel predbežného tepelného spracovania: odstrániť niektoré chyby v prírezoch a polotovaroch a pripraviť organizáciu na následné spracovanie za studena a konečné tepelné spracovanie.
Účel konečného tepelného spracovania: získať požadovaný výkon obrobku.
Účelom žíhania a normalizácie je odstrániť určité chyby spôsobené spracovaním ocele za tepla, prípadne pripraviť na následné rezanie a konečné tepelné spracovanie.

 Žíhanie ocele:
1. Koncepcia: Proces tepelného spracovania ohrievania oceľových dielov na vhodnú teplotu (nad alebo pod Ac1), jej udržiavanie po určitú dobu a potom pomalé ochladzovanie, aby sa získala štruktúra blízka rovnováhe, sa nazýva žíhanie.
2. Účel:
(1) Znížiť tvrdosť a zlepšiť plasticitu
(2) Zjemnite zrná a odstráňte štrukturálne chyby
(3) Odstráňte vnútorný stres
(4) Pripravte organizáciu na uhasenie
Typ: (Podľa teploty ohrevu možno rozdeliť na žíhanie nad alebo pod kritickú teplotu (Ac1 alebo Ac3). Prvé sa nazýva aj rekryštalizačné žíhanie s fázovou zmenou vrátane úplného žíhania, difúzne žíhanie, homogenizačné žíhanie, neúplné žíhanie a sféroidizačné žíhanie; Druhé zahŕňa rekryštalizačné žíhanie a žíhanie na uvoľnenie napätia.)

•  Kompletné žíhanie (GBK+A):

1) Koncepcia: Zahrejte hypoeutektoidnú oceľ (Wc=0,3%~0,6%) na AC3+(30~50)℃ a po jej úplnej austenitizácii uchovanie tepla a pomalé chladenie (po peci, zakopanie do piesku, vápna), Proces tepelného spracovania na získanie štruktúry blízkej rovnovážnemu stavu sa nazýva úplné žíhanie.2) Účel: Zjemniť zrná, rovnomernú štruktúru, odstrániť vnútorné napätie, znížiť tvrdosť a zlepšiť rezný výkon.
2) Proces: úplné žíhanie a pomalé chladenie v peci môže zabezpečiť vyzrážanie proeutektoidného feritu a transformáciu podchladeného austenitu na perlit v hlavnom teplotnom rozsahu pod Ar1.Doba zdržania obrobku na teplote žíhania nielen spôsobí, že obrobok prepáli, to znamená, že jadro obrobku dosiahne požadovanú teplotu ohrevu, ale tiež zaistí, že všetok homogenizovaný austenit dosiahne úplnú rekryštalizáciu.Doba zdržania úplného žíhania súvisí s faktormi, ako je zloženie ocele, hrúbka obrobku, kapacita pece a spôsob nakladania do pece.V skutočnej výrobe, aby sa zlepšila produktivita, môže byť žíhanie a chladenie na približne 600 ℃ mimo pec a chladenie vzduchom.
Rozsah použitia: odlievanie, zváranie, kovanie a valcovanie stredne uhlíkovej ocele a stredne uhlíkovej legovanej ocele atď. Poznámka: Nízkouhlíková oceľ a hypereutektoidná oceľ by nemali byť úplne žíhané.Tvrdosť nízkouhlíkovej ocele je po úplnom žíhaní nízka, čo neprispieva k spracovaniu rezaním.Keď sa hypereutektoidná oceľ zahreje na austenitový stav nad Accm a pomaly sa ochladí a žíha, vyzráža sa sieť sekundárneho cementitu, čo výrazne znižuje pevnosť, plasticitu a rázovú húževnatosť ocele.

• Sferoidizačné žíhanie:

1) Koncepcia: Proces žíhania na sféroidizáciu karbidov v oceli sa nazýva sféroidné žíhanie.
2) Proces: Všeobecný sféroidizačný žíhací proces Ac1+(10~20)℃ sa ochladí v peci na 500~600℃ s chladením vzduchom.
3) Účel: znížiť tvrdosť, zlepšiť organizáciu, zlepšiť plasticitu a rezný výkon.
4) Rozsah použitia: používa sa hlavne na rezné nástroje, meracie nástroje, formy atď. z eutektoidnej ocele a hypereutektoidnej ocele.Keď má hypereutektoidná oceľ sieť sekundárneho cementitu, má nielen vysokú tvrdosť a je ťažké ju rezať, ale tiež zvyšuje krehkosť ocele, ktorá je náchylná na deformáciu a praskanie.Z tohto dôvodu musí byť po spracovaní ocele za tepla pridaný proces sféroidizačného žíhania, aby sa sféroidizoval vločkový infiltrát v sieťovanom sekundárnom cementite a perlite, aby sa získal granulovaný perlit.
Rýchlosť chladenia a izotermická teplota tiež ovplyvnia účinok sféroidizácie karbidu.Rýchla rýchlosť ochladzovania alebo nízka izotermická teplota spôsobí tvorbu perlitu pri nižšej teplote.Častice karbidu sú príliš jemné a agregačný efekt je malý, čo uľahčuje vytváranie vločkovitých karbidov.V dôsledku toho je tvrdosť vysoká.Ak je rýchlosť chladenia príliš nízka alebo izotermická teplota príliš vysoká, vytvorené častice karbidu budú hrubšie a aglomeračný efekt bude veľmi silný.Je ľahké vytvárať zrnité karbidy rôznej hrúbky a tvrdosť je nízka.

•  Homogenizačné žíhanie (difúzne žíhanie):

1) Proces: Proces tepelného spracovania zahrievania ingotov alebo odliatkov z legovanej ocele na 150 ~ 00 ℃ nad Ac3, udržiavanie 10 ~ 15 hodín a potom pomalé ochladzovanie, aby sa odstránilo nerovnomerné chemické zloženie.
2) Účel: eliminovať segregáciu dendritu počas kryštalizácie a homogenizovať kompozíciu.V dôsledku vysokej teploty ohrevu a dlhého času budú zrná austenitu silne zhrubnuté.Preto je vo všeobecnosti potrebné vykonať úplné žíhanie alebo normalizáciu na zjemnenie zŕn a odstránenie defektov spôsobených prehriatím.
3) Rozsah použitia: používa sa hlavne na ingoty, odliatky a výkovky z legovanej ocele s vysokými požiadavkami na kvalitu.
4) Poznámka: Vysokoteplotné difúzne žíhanie má dlhý výrobný cyklus, vysokú spotrebu energie, vážnu oxidáciu a dekarbonizáciu obrobku a vysoké náklady.Tento proces využívajú iba niektoré vysokokvalitné legované ocele a odliatky z legovanej ocele a oceľové ingoty s výraznou segregáciou.V prípade odliatkov s malými všeobecnými rozmermi alebo odliatkov z uhlíkovej ocele je možné kvôli ich ľahšiemu stupňu segregácie použiť úplné žíhanie na zjemnenie zŕn a odstránenie napätia pri odlievaní.

• Žíhanie na zmiernenie stresu

1) Koncepcia: Žíhanie na odstránenie napätia spôsobeného plastickým deformačným spracovaním, zváraním atď. a zvyškové napätie v odliatku sa nazýva žíhanie na uvoľnenie napätia.(Počas žíhania na uvoľnenie napätia nedochádza k žiadnej deformácii)
2) Proces: pomaly zahrejte obrobok na 100 ~ 200 ℃ (500 ~ 600 ℃) pod Ac1 a držte ho po určitú dobu (1 ~ 3 h), potom ho pomaly ochlaďte na 200 ℃ v peci a potom ochlaďte to von z pece.
Oceľ je všeobecne 500-600 ℃
Liatina vo všeobecnosti presahuje 550 spôn pri 500-550 ℃, čo ľahko spôsobí grafitizáciu perlitu.Zváracie diely sú zvyčajne 500 až 600 ℃.
3) Rozsah použitia: Odstráňte zvyškové napätie v odlievaných, kovaných, zváraných dieloch, za studena lisovaných dielov a opracovaných obrobkov, aby sa stabilizovala veľkosť oceľových dielov, znížila sa deformácia a zabránilo sa praskaniu.

Normalizácia ocele:
1. Koncepcia: zahriatie ocele na 30-50°C nad Ac3 (alebo Accm) a jej udržiavanie na správny čas;proces tepelného spracovania chladenia v pokojnom vzduchu sa nazýva normalizácia ocele.
2. Účel: Zjemniť zrno, jednotnú štruktúru, upraviť tvrdosť atď.
3. Organizácia: Eutektoidná oceľ S, hypoeutektoidná oceľ F+S, hypereutektoidná oceľ Fe3CⅡ+S
4. Proces: Normalizácia času zachovania tepla je rovnaká ako úplné žíhanie.Malo by byť založené na obrobku spaľovaním, to znamená, že jadro dosiahne požadovanú teplotu ohrevu, a mali by sa zvážiť aj faktory, ako je oceľ, pôvodná konštrukcia, kapacita pece a vykurovacie zariadenie.Najbežnejšie používanou metódou normalizačného chladenia je vybratie ocele z ohrievacej pece a jej prirodzené ochladenie na vzduchu.Pri veľkých dieloch je možné použiť aj fúkanie, striekanie a nastavenie stohovacej vzdialenosti oceľových dielov na riadenie rýchlosti chladenia oceľových dielov, aby sa dosiahla požadovaná organizácia a výkon.

5. Rozsah použitia:

• 1) Zlepšite rezný výkon ocele.Uhlíková oceľ a nízkolegovaná oceľ s obsahom uhlíka menším ako 0,25 % majú po žíhaní nižšiu tvrdosť a pri rezaní sa ľahko „lepia“.Normalizovanou úpravou možno redukovať voľný ferit a získať vločkový perlit.Zvýšenie tvrdosti môže zlepšiť obrobiteľnosť ocele, zvýšiť životnosť nástroja a povrchovú úpravu obrobku.
• 2) Odstráňte chyby tepelného spracovania.Odliatky z konštrukčnej ocele, výkovky, valivé diely a zvárané diely zo strednouhlíkovej ocele sú po zahriatí náchylné na chyby spôsobené prehriatím a páskované štruktúry, ako sú hrubé zrná.Normalizačným spracovaním je možné tieto defektné štruktúry eliminovať a dosiahnuť účel zjemnenia zrna, rovnomernej štruktúry a eliminácie vnútorného napätia.
• 3) Odstráňte sieťové karbidy hypereutektoidnej ocele, čím sa uľahčí sféroidné žíhanie.Hypereutektoidná oceľ by mala byť pred kalením sféroidizovaná a žíhaná, aby sa uľahčilo obrábanie a pripravila sa štruktúra na kalenie.Ak sú však v hypereutektoidnej oceli závažné sieťové karbidy, nedosiahne sa dobrý sféroidizačný účinok.Čistý karbid je možné eliminovať normalizačným spracovaním.
• 4) Zlepšiť mechanické vlastnosti bežných konštrukčných dielov.Niektoré diely z uhlíkovej ocele a legovanej ocele s malým namáhaním a nízkymi požiadavkami na výkon sú normalizované, aby sa dosiahol určitý komplexný mechanický výkon, ktorý môže nahradiť spracovanie kalením a temperovaním ako konečné tepelné spracovanie dielov.

Voľba žíhania a normalizácie
Hlavný rozdiel medzi žíhaním a normalizáciou:
1. Rýchlosť ochladzovania pri normalizácii je o niečo rýchlejšia ako pri žíhaní a stupeň podchladenia je väčší.
2. Štruktúra získaná po normalizácii je jemnejšia a pevnosť a tvrdosť sú vyššie ako pri žíhaní.Voľba žíhania a normalizácie:

• Pri nízkouhlíkovej oceli s obsahom uhlíka < 0,25 % sa namiesto žíhania zvyčajne používa normalizácia.Pretože rýchlejšia rýchlosť ochladzovania môže zabrániť nízkouhlíkovej oceli v precipitácii voľného terciárneho cementitu pozdĺž hranice zŕn, čím sa zlepší výkonnosť lisovaných dielov pri deformácii za studena;normalizácia môže zlepšiť tvrdosť ocele a rezný výkon nízkouhlíkovej ocele;V procese tepelného spracovania možno normalizáciu použiť na zjemnenie zŕn a zlepšenie pevnosti nízkouhlíkovej ocele.
• Stredne uhlíková oceľ s obsahom uhlíka medzi 0,25 a 0,5 % môže byť tiež normalizovaná namiesto žíhania.Hoci tvrdosť stredne uhlíkovej ocele blízko hornej hranice obsahu uhlíka je po normalizácii vyššia, stále sa dá znížiť a náklady na normalizáciu Nízka a vysoká produktivita.
• Oceľ s obsahom uhlíka medzi 0,5 a 0,75% je vďaka vysokému obsahu uhlíka tvrdosť po normalizácii výrazne vyššia ako pri žíhaní a je ťažké ju rezať.Preto sa na zníženie tvrdosti a zlepšenie rezania všeobecne používa úplné žíhanie.Spracovateľnosť.
• Ocele s vysokým obsahom uhlíka alebo nástrojové ocele s obsahom uhlíka > 0,75 % vo všeobecnosti používajú sféroidné žíhanie ako predbežné tepelné spracovanie.Ak existuje sieť sekundárneho cementitu, mala by sa najskôr normalizovať.

Zdroj:Mechanická odborná literatúra.

Strih: Ali