RÓŻNICA MIĘDZY BK, GBK, BKS, NBK W STALI.

RÓŻNICA MIĘDZY BK, GBK, BKS, NBK W STALI.

ABSTRAKCYJNY:

Wyżarzanie i normalizacja stali to dwa powszechne procesy obróbki cieplnej.
Cel wstępnej obróbki cieplnej: wyeliminowanie niektórych wad półfabrykatów i półproduktów oraz przygotowanie organizacji do późniejszej obróbki na zimno i końcowej obróbki cieplnej.
Ostateczny cel obróbki cieplnej: uzyskanie wymaganej wydajności przedmiotu obrabianego.
Celem wyżarzania i normalizacji jest wyeliminowanie pewnych wad powstałych w wyniku obróbki stali na gorąco lub przygotowanie do późniejszego cięcia i końcowej obróbki cieplnej.

 Wyżarzanie stali:
1. Koncepcja: Proces obróbki cieplnej polegający na nagrzaniu części stalowych do odpowiedniej temperatury (powyżej lub poniżej Ac1), utrzymywaniu jej przez określony czas, a następnie powolnym chłodzeniu do uzyskania struktury bliskiej równowadze nazywamy wyżarzaniem.
2. Cel:
(1) Zmniejsz twardość i popraw plastyczność
(2) Udoskonal ziarna i eliminuj wady strukturalne
(3) Wyeliminuj stres wewnętrzny
(4) Przygotuj organizację do hartowania
Typ: (W zależności od temperatury ogrzewania można ją podzielić na wyżarzanie powyżej lub poniżej temperatury krytycznej (Ac1 lub Ac3). To pierwsze jest również nazywane wyżarzaniem rekrystalizacyjnym z przemianą fazową, w tym wyżarzaniem całkowitym, wyżarzaniem dyfuzyjnym wyżarzaniem homogenizacyjnym, wyżarzaniem niepełnym i wyżarzanie sferoidalne; to ostatnie obejmuje wyżarzanie rekrystalizujące i wyżarzanie odprężające).

•  Całkowite wyżarzanie (GBK+A):

1) Koncepcja: Podgrzej stal podeutektoidalną (Wc=0,3%~0,6%) do AC3+(30~50)℃, a po jej całkowitej austenityzacji zachowanie ciepła i powolne chłodzenie (po piecu, zakopanie w piasku, wapnie), Proces obróbki cieplnej w celu uzyskania struktury zbliżonej do stanu równowagi nazywa się wyżarzaniem całkowitym.2) Cel: Udoskonal ziarna, jednolitą strukturę, eliminuj naprężenia wewnętrzne, zmniejszaj twardość i poprawiaj wydajność cięcia.
2) Proces: całkowite wyżarzanie i powolne chłodzenie za pomocą pieca może zapewnić wytrącanie ferrytu przedeutektoidowego i przekształcenie przechłodzonego austenitu w perlit w głównym zakresie temperatur poniżej Ar1.Czas utrzymywania przedmiotu obrabianego w temperaturze wyżarzania nie tylko powoduje przepalenie przedmiotu, to znaczy rdzeń przedmiotu obrabianego osiąga wymaganą temperaturę nagrzewania, ale także zapewnia, że ​​cały homogenizowany austenit osiąga całkowitą rekrystalizację.Czas utrzymywania pełnego wyżarzania zależy od takich czynników, jak skład stali, grubość przedmiotu obrabianego, pojemność załadowcza pieca i sposób załadunku pieca.W rzeczywistej produkcji, w celu poprawy wydajności, można wyżarzać i schłodzić do około 600℃ poza piecem i schłodzić powietrzem.
Zakres zastosowania: odlewanie, spawanie, kucie i walcowanie stali średniowęglowych i stopowych średniowęglowych itp. Uwaga: Stale niskowęglowe i nadeutektoidalne nie powinny być w pełni wyżarzane.Twardość stali niskowęglowej po całkowitym wyżarzeniu jest niska, co nie sprzyja obróbce skrawaniem.Gdy stal nadeutektoidalna jest podgrzewana do stanu austenitu powyżej Accm oraz powoli schładzana i wyżarzana, wytrąca się sieć wtórnego cementytu, co znacznie obniża wytrzymałość, plastyczność i udarność stali.

• Wyżarzanie sferoidalne:

1) Koncepcja: Proces wyżarzania w celu sferoidyzacji węglików w stali nazywany jest wyżarzaniem sferoidyzującym.
2) Proces: Ogólny proces wyżarzania sferoidyzującego Ac1 + (10 ~ 20) ℃ jest chłodzony piecem do 500 ~ 600 ℃ z chłodzeniem powietrzem.
3) Cel: zmniejszenie twardości, poprawa organizacji, poprawa plastyczności i wydajności cięcia.
4) Zakres zastosowania: stosowany głównie do narzędzi skrawających, narzędzi pomiarowych, form itp. ze stali eutektoidalnej i nadeutektoidalnej.Gdy stal nadeutektoidalna posiada sieć cementytu wtórnego, nie tylko ma dużą twardość i jest trudna do cięcia, ale także zwiększa kruchość stali, która jest podatna na odkształcenia hartownicze i pękanie.Z tego powodu proces wyżarzania sferoidyzującego musi być dodany po obróbce na gorąco stali w celu sferoidyzacji nacieku płatków w usieciowanym cementycie wtórnym i perlicie w celu uzyskania perlitu ziarnistego.
Szybkość chłodzenia i temperatura izotermiczna również wpływają na efekt sferoidyzacji węglika.Szybkie chłodzenie lub niska temperatura izotermiczna powodują powstawanie perlitu w niższej temperaturze.Cząsteczki węglików są zbyt drobne, a efekt agregacji niewielki, co ułatwia formowanie łuszczących się węglików.Dzięki temu twardość jest wysoka.Jeśli szybkość chłodzenia jest zbyt mała lub temperatura izotermiczna jest zbyt wysoka, utworzone cząstki węglika będą grubsze, a efekt aglomeracji będzie bardzo silny.Łatwo daje się formować granulowane węgliki o różnej grubości i niskiej twardości.

•  Wyżarzanie homogenizujące (wyżarzanie dyfuzyjne):

1) Proces: Proces obróbki cieplnej podgrzewania wlewków lub odlewów ze stali stopowej do 150 ~ 00 ℃ powyżej Ac3, przetrzymywanie przez 10 ~ 15 godzin, a następnie powolne chłodzenie w celu wyeliminowania nierównomiernego składu chemicznego.
2) Cel: Wyeliminowanie segregacji dendrytów podczas krystalizacji i homogenizacja kompozycji.Ze względu na wysoką temperaturę nagrzewania i długi czas ziarna austenitu ulegną znacznemu rozdrobnieniu.Dlatego generalnie konieczne jest wykonanie pełnego wyżarzania lub normalizacji w celu rozdrobnienia ziaren i wyeliminowania wad związanych z przegrzaniem.
3) Zakres zastosowania: stosowany głównie do wlewków, odlewów i odkuwek ze stali stopowej o wysokich wymaganiach jakościowych.
4) Uwaga: Wyżarzanie dyfuzyjne w wysokiej temperaturze ma długi cykl produkcyjny, wysokie zużycie energii, poważne utlenianie i odwęglanie przedmiotu obrabianego oraz wysokie koszty.Tylko niektóre wysokiej jakości stale stopowe i odlewy ze stali stopowej oraz wlewki stalowe o silnej segregacji wykorzystują ten proces.W przypadku odlewów o małych rozmiarach ogólnych lub odlewów ze stali węglowej, ze względu na ich mniejszy stopień segregacji, można zastosować całkowite wyżarzanie w celu rozdrobnienia ziaren i wyeliminowania naprężeń odlewniczych.

• Wyżarzanie odprężające

1) Koncepcja: Wyżarzanie w celu usunięcia naprężeń spowodowanych obróbką plastyczną, spawaniem itp., a naprężenia szczątkowe w odlewie nazywa się wyżarzaniem odprężającym.(Podczas wyżarzania odprężającego nie występują zniekształcenia)
2) Proces: powoli podgrzej obrabiany przedmiot do 100~200℃ (500~600℃) poniżej Ac1 i trzymaj go przez pewien czas (1~3h), następnie powoli ochłodź go do 200℃ za pomocą pieca, a następnie ostudź go z pieca.
Stal ma zwykle 500～600℃
Żeliwo generalnie przekracza 550 klamer przy 500-550℃, co z łatwością spowoduje grafityzację perlitu.Części spawalnicze mają zwykle 500～600 ℃.
3) Zakres zastosowania: Wyeliminuj naprężenia szczątkowe w odlewanych, kutych, spawanych częściach, częściach tłoczonych na zimno i obrabianych przedmiotach, aby ustabilizować rozmiar części stalowych, zmniejszyć odkształcenia i zapobiec pękaniu.

Normalizacja stali:
1. Koncepcja: podgrzanie stali do 30-50°C powyżej Ac3 (lub Accm) i utrzymanie jej przez odpowiedni czas;proces obróbki cieplnej polegający na chłodzeniu w spokojnym powietrzu nazywany jest normalizacją stali.
2. Cel: Udoskonal ziarno, jednolitą strukturę, dostosuj twardość itp.
3. Organizacja: stal eutektoidalna S, stal podeutektoidalna F + S, stal nadeutektoidalna Fe3CⅡ + S
4. Proces: Normalizacja czasu utrwalania ciepła jest taka sama jak całkowitego wyżarzania.Powinna ona opierać się na wypalanym przedmiocie, to znaczy, że rdzeń osiąga wymaganą temperaturę nagrzewania, należy również wziąć pod uwagę takie czynniki jak stal, oryginalna konstrukcja, pojemność pieca i urządzenia grzewcze.Najczęściej stosowaną metodą chłodzenia normalizującego jest wyjęcie stali z pieca grzewczego i jej naturalne schłodzenie na powietrzu.W przypadku dużych części rozdmuchiwanie, natryskiwanie i regulowanie odległości układania części stalowych można również wykorzystać do kontrolowania szybkości chłodzenia części stalowych w celu osiągnięcia wymaganej organizacji i wydajności.

5. Zakres zastosowania:

• 1) Popraw wydajność cięcia stali.Stal węglowa i stal niskostopowa o zawartości węgla poniżej 0,25% mają niższą twardość po wyżarzaniu i łatwo się „przyklejają” podczas cięcia.Poprzez obróbkę normalizującą można zredukować wolny ferryt i uzyskać perlit płatkowy.Zwiększenie twardości może poprawić skrawalność stali, wydłużyć żywotność narzędzia i wykończenie powierzchni przedmiotu obrabianego.
• 2) Wyeliminuj wady obróbki termicznej.Odlewy ze stali konstrukcyjnej średniowęglowej, odkuwki, części walcowane i części spawane są podatne na wady przegrzania i struktury pasmowe, takie jak gruboziarniste po podgrzaniu.Poprzez obróbkę normalizującą te wadliwe struktury można wyeliminować, a cel rozdrobnienia ziarna, jednorodną strukturę i eliminację naprężeń wewnętrznych można osiągnąć.
• 3) Wyeliminuj węgliki sieciowe stali nadeutektoidalnej, ułatwiając wyżarzanie sferoidyzujące.Stal nadeutektoidalna powinna być sferoidyzowana i wyżarzana przed hartowaniem w celu ułatwienia obróbki i przygotowania konstrukcji do hartowania.Jednakże, gdy w stali nadeutektoidalnej występują poważne węgliki sieciowe, dobry efekt sferoidyzacji nie zostanie osiągnięty.Węglik netto można wyeliminować przez normalizację obróbki.
• 4) Popraw właściwości mechaniczne typowych części konstrukcyjnych.Niektóre części ze stali węglowej i stopowej o niewielkich naprężeniach i niskich wymaganiach wydajnościowych są znormalizowane w celu uzyskania pewnej kompleksowej wydajności mechanicznej, która może zastąpić hartowanie i odpuszczanie jako końcową obróbkę cieplną części.

Wybór wyżarzania i normalizacji
Główna różnica między wyżarzaniem a normalizacją:
1. Szybkość normalizacji chłodzenia jest nieco szybsza niż wyżarzanie, a stopień przechłodzenia jest większy.
2. Struktura uzyskana po normalizacji jest drobniejsza, a wytrzymałość i twardość są wyższe niż w przypadku wyżarzania.Wybór wyżarzania i normalizacji:

• W przypadku stali niskowęglowych o zawartości węgla < 0,25% zwykle zamiast wyżarzania stosuje się normalizację.Ponieważ większa szybkość chłodzenia może zapobiegać wytrącaniu się ze stali niskowęglowej wolnego cementytu trzeciorzędowego wzdłuż granicy ziaren, poprawiając w ten sposób odkształcanie na zimno części tłoczonych;normalizacja może poprawić twardość stali i wydajność cięcia stali niskowęglowej;W procesie obróbki cieplnej normalizacja może być stosowana do rafinacji ziaren i poprawy wytrzymałości stali niskowęglowej.
• Stal średniowęglowa o zawartości węgla między 0,25 a 0,5% może być również normalizowana zamiast wyżarzania.Chociaż twardość stali średniowęglowej w pobliżu górnej granicy zawartości węgla jest wyższa po normalizacji, nadal można ją obniżyć, a koszt normalizacji Niska i wysoka wydajność.
• Stal o zawartości węgla między 0,5 a 0,75%, ze względu na wysoką zawartość węgla, twardość po normalizacji jest znacznie wyższa niż po wyżarzaniu i jest trudna do cięcia.Dlatego też generalnie stosuje się pełne wyżarzanie w celu zmniejszenia twardości i poprawy skrawania.Przetwarzalność.
• Stale wysokowęglowe lub stale narzędziowe o zawartości węgla > 0,75% zazwyczaj wykorzystują wyżarzanie sferoidyzujące jako wstępną obróbkę cieplną.Jeśli istnieje sieć cementytu wtórnego, należy ją najpierw znormalizować.

Źródło: literatura fachowa w zakresie mechaniki.

Redaktor: Ali