16.4 Нормализация стали. Одинарная т.О.

Нормализация заключается в нагреве стали на 30-50⁰С выше критических температур А_С3 и А_СМ с последующим охлаждением на воздухе. Ускорение охлаждения при нормализации позволяет получить более дисперсную(измельчённую) структуру стали, что приводит к повышению ее твердости и прочности по сравнению со сталью, подвергнутому полному отжигу. Поскольку температуры нагрева под нормализацию весьма высоки, во избежание значительного роста зерна металла выдержка должна быть минимальной, но обеспечивающей равномерный подогрев изделий по всему сечению. Нормализацию применяют для понижения твёрдости стали, улучшения её обрабатываемости резанием, для устранения пороков структуры перед закалкой. При нормализации устраняется цементитная сетка в заэвтектектоидной стали при подготовке их к закалке. Учитывая более высокую производительность нормализации по сравнению с полным или неполным отжигом, из часто заменяют ею при подготовке углеродистых сталей к мех. обработке.

Одинарная термическая обработка заключается в том, что сталь охлаждается с более высокой скоростью, чем при нормализации. Охлаждающей средой является сжатый воздух, который обеспечивает скорость охлаждения большую, чем при нормализации (на спокойном воздухе). Структура: страто сарбид Т –С. Одинарная т.о. проводится только при массовой обработке однотипной стали.

16.5 Отжиг чугуна. Отжиг проводиться для снятий внутренних напряжений в чугуне.

Нагрев медленный со скоростью 70 – 100^оС/ час, выдержка при температуре нагрева зависит от массы и конструкции отливки и составляет от 1-го до 8-ми часов. Охлаждение до 250^оС (для предупреждения возникновения термических напряжений) медленное, со скоростью 20 – 50^оС /ч, что достигается охлаждением отливки вместе с печью. Далее отливки охлаждают на воздухе.

При этом отжиге фазовых превращений не происходит, а снимаются внутренние превращения, повышается вязкость, исключается коробление и образование трещин в процессе эксплуатации. Графитизирующий отжиг применяют для получения ковкого чугуна из белого чугуна и для устранения отбела отливок из серого чугуна.

Процесс графитиззации начинается с возникновения графитных центров, которые наиболее легко зарождаются в местах нарушения сплошности – в закалочных и деформационных микротрещинах, усадочных микропорах. В исходном состоянии белый доэвтектический чугун имеет структуру, которая состоит из перлита, вторичного и эвтектического цементита. При переходе через эвтектоидный интервал температур перлит превращается в аустенит, а при повышении температуры до 950-1000^оС происходит распад цементита (эвтектического и вторичного) и образуется структура аустенит и графит. Этот процесс называют первой стадией графитизации. Полной графитизации, то есть получения структуры, которая состоит из перлита и графита, можно достигнуть охлаждением чугуна

1. В эвтектоидном интервале температур с такой скоростью, чтобы происходил прямой эвтектоидный распад аустенита на феррит и графит (А Ф + Г);

2. н емного ниже эвтектоидного интервала температур с образованием изаустенита перлита [A П ( Ф + Ц )] с выдержкой при этойтемпературе для графитизации эвтектоидного цементита (Ц Ф + Г).

И в том и в другом случае будет получаться структура феррит и графит; этот процесс называют второй стадией графитизации.

Низкотемпературный отжиг применяют для снятия внутренних остаточных напряжений отливок серого чугуна . Данный отжиг проводят по следующему режиму: медленный нагрев отливок (30-180^оС/ч) до 530-620^оС, выдержка при этой температуре 1-4 часа (с момента нагрева до заданной температуры наиболее толстого сечения отливки) и медленное охлаждение вместе с печью со скоростью 10-30^оС/ч до 250-400^оС 2. В результате такого отжига внутренние остаточные напряжения уменьшаются на 80-85% и увеличивается количество феррита. Отжиг при более высоких температурах может вызвать графитизацию эвтектоидного цементита, снижение твердости и прочности чугуна.

Нормализации подвергают отливки простой формы и небольших сечений. Нормализация проводится при 850 – 900° С с выдержкой 1 – 3 часа и последующим охлаждением отливок на воздухе. При таком нагреве часть углерода-графита растворяется в аустените; после охлаждения на воздухе металлическая основа получает структуру трооститовидного перлита с более высокой твердостью и лучшей сопротивляемостью износу.