35. Нормализация, её цель, параметры обработки, структуры для различных сталей и свойства.

Нормализация - это нагрев доэвтектоидных сталей на 40...50⁰С выше Ас3, заэвтектоидных - на 40..50 выше Асm, выдержка и последующее охлаждение на спокойном воздухе (рис. 2,4).

Рис. 4. <<Стальной угол>> диаграммы состояния Fe-Fe3C с нанесенными температурами нагрева при нормализации.

При нагреве происходит полная фазовая перекристаллизация, в результате охлаждения получают высокодисперсные феррито-цементитные смеси. Структуры:

1) доэвтектоидных сталей - С+Ф;

2) эвтектоидной - С;

3) заэвтектоидной - С+Ц I I.

После нормализации сталь имеет более высокую прочность, твёрдость, сопротивление хрупкому разрушению, по сравнению с отжигом.

Цель нормализации - устранение крупнозернистой структуры, полученной при предшествующей обработке (литьё, горячей прокатке, ковке или штамповке, диффузиционном отжиге). Нормализацию применяют:

1) для низкоуглеродистых сталей - вместо отжига;

2) для среднеуглеродистых - вместо закалки с высоким отпуском;

3) для высокоуглеродистых (заэвтектоидных) - для частичного устранения цементитной сетки;

4) для некоторых легированных сталей - вместо закалки.

Структура сталей после нормализации зависит от суммарного количества в них легирующих элементов, которые сдвигают С-кривую вправо и снижают линии Мн и Мк (рис. 5).

Структурные классы сталей в нормализованном состоянии:

1. Перлитный класс: сумма ЛЭ<5%, структура - феррито-карбидные смеси, как правило, сорбит пластинчатый.

2. Мартенситный класс: 5%<ƩЛЭ<13%, структура - мартенсит.

3. Аустенитный: ƩЛЭ≥13%, среди которых имеются гамма стабилизаторы, структура - Алег.

Высоколегированные стали, не содержащие гамма стабилизаторов, после нормализации имеют ферритную или ледебуритную структуру.

36. Закалка стали. Её цель. Выбор температуры нагрева под закалку. Структуры сталей после закалки. Способы закалки , их достоинства и недостатки. Закалочные среды и требование к ним.

Закалка - нагрев доэвтектоидной стали на 30...50⁰С выше Ас3, заэвтектоидной - на 30..50 выше Ас1, выдержка и последующее охлаждение со скоростью выше критической (рис. 2, 5). Цель закалки - получение структуры мартенсита.

Структуры сталей после закалки:

1) доэвтектоидных - М+Аост;

2) эвтектоидной - М+Аост;

3) заэвтектоидных - М+Аост+ Ц I I.

Рис. 5. <<Стальной угол>> диаграммы состояния Fe-Fe3C с нанесенными температурами нагрева под закалку.

В качестве закалочных сред применяются: вода, водные растворы солей и щелочей, минеральное масло. Охлаждающая среда должна обеспечивать скорость охлаждения стали выше критической в области наименьшей устойчивости аустенита. В диапазоне температур мартенситного превращения скорость охлаждения желательно замедлить, чтобы уменьшить внутренние напряжения, возникающие при переходе аустенита в мартенсит, и предотвратить возникновение закалочных дефектов. Для углеродистых и низколегированных сталей применяют воду и водные растворы NaCl, NaOH. Для легированных сталей применяют минеральное масло.

Закалка, как правило, не является окончательной термообработкой, после неё следует отпуск.