Нормализация сталей и классификация сталей по структуре после нормализации
Нормализация заключается в нагреве доэвтектоидной стали до температуры, превышающей температуру точки А3 (на 30...50°С), заэвтектоидной выше Аст (на 30...50°С), непродолжительной выдержке при этих температурах для полного прогрева и завершения фазовых превращений и
охлаждения на спокойном воздухе. Для углеродистых сталей нормализация является промежуточной операцией между отжигом и закалкой. Нормализация вызывает полную фазовую перекристаллизацию стали и устраняет крупнозернистую структуру.
Для низкоуглеродистых сталей нормализацию применяют вместо отжига. В средне- и высокоуглеродистых сталях в результате нормализации образуется сорбит или троостит. Это повышает на 10...15% прочность и твердость этих сталей по сравнению с отожженной. Кроме этого, для заэвтектоидной стали нормализацию применяют для устранения цементитной сетки, которая может возникать при медленном охлаждении в интервале температур Аст…А1.
По структуре после нормализации стали классифицируются на стали
1
)
перлитного, 2) мартенситного и 3)
аустенитного класса (рис. 8.1). Если кривая
скорости охлаждения на воздухе пересекает
кривые распада аустенита в области
образования перлита, сорбита или
троостита, то сталь относится к перлитному
классу. К этому классу относятся все
углеродистые и малолегированные стали
(рис. 8.1, а).
а б в
Рис. 8.1. Классификация легированных сталей по структуре, полученной
после нормализации: а - перлитный класс; б - мартенситный класс;
в - аустенитный класс
Легирующие элементы сдвигают диаграмму изотермического распада аустенита вправо и снижают критическую скорость закалки. Если при этом скорость охлаждения на воздухе станет больше критической, то после нормализации в стали фиксируется мартенситная структура. Стали, закаливающиеся при охлаждении на воздухе, относятся к мартенситному классу (рис. 8.1, б). К этому классу относятся некоторые средне- и высоколегированные стали. Как правило, эти стали имеют большую или сквозную прокаливаемость.
При легировании сталей -стабилизаторами диаграмма распада аустенита сдвигается вправо и вверх, а температура начала мартенситного превращения (Мн) - вниз. Если Мн ниже комнатной температуры, то при нормализации таких сталей аустенит в них не претерпевает никаких превращений при охлаждении до комнатной температуры, оставаясь стабильным (рис. 8.1, в). Стали такого типа принадлежат к аустенитному классу. Они не закаливаются. К этому классу относятся стали, легированные большим количеством никеля, марганца, а также хромоникелевые нержавеющие стали.
Для определения принадлежности стали к тому или иному классу необходимо провести нормализацию, изготовить микрошлиф, выявить структуру и по ней установить класс стали. (Для идентификации можно пользоваться атласом микроструктур).