Lær om fordelene ved å normalisere stål utover dets lave kostnader

Stålnormalisering er en slags varmebehandling, så forståelse av varmebehandling er det første trinnet i å forstå stålnormalisering. Derfra er det ikke vanskelig å forstå hva stålnormalisering er, og hvorfor det er en vanlig del av stålindustrien.

Varmebehandling er en prosess der metaller varmes opp og avkjøles for å endre strukturen. Endringene i metallens kjemiske og fysiske egenskaper er forskjellige avhengig av temperaturene de blir oppvarmet til og hvor mye de blir avkjølt etterpå. Varmebehandling brukes til et stort utvalg av metaller.

Metaller behandles vanligvis for å forbedre styrke, hardhet, seighet, duktilitet og korrosjonsbestandighet. De forskjellige måtene metaller kan gjennomgå varmebehandling inkluderer glødning, herding og normalisering.

Normalisering fjerner urenheter i stål og forbedrer dens styrke og hardhet. Dette skjer ved å endre størrelsen på kornet, slik at det blir mer jevn gjennom hele stålstykket. Stålet blir først oppvarmet til en spesifikk temperatur, deretter avkjølt med luft.

Avhengig av ståltype, normalisering av temperaturer varierer vanligvis fra 810 grader celsius til 930 grader celsius. Tykkelsen på metallet bestemmer hvor lenge et metallstykke holdes på "bløtemperaturen" - temperaturen som transformerer mikrostrukturen. Tykkelsen og sammensetningen av metallet bestemmer også hvor høyt arbeidsstykket blir oppvarmet.

Normaliseringsformen for varmebehandling er rimeligere enn utglødning. Annealing er en varmebehandling prosess som bringer metall nærmere en likevektstilstand. I denne tilstanden blir metallet mykere og lettere å jobbe med. Annealing - som American Foundry Society omtaler som "ekstrem overaldring" - krever metall med langsom tilberedning for å la mikrostrukturen transformere seg. Det varmes over kritiske punkt og lar avkjøles sakte, mye saktere enn under normaliseringsprosessen.

På grunn av sin relative billighet, er normalisering den vanligste metalliseringsprosessen. Hvis du lurer på hvorfor annealing er mer kostbart, vil Ispat Digest gir en logisk forklaring på kostnadsforskjellen som følger:

"Ved normalisering, fordi avkjøling foregår i luften, er ovnen klar for neste syklus så snart oppvarmings- og bløtleggingstrinnene er over sammenlignet med utglødning, der ovnkjøling etter oppvarming og bløtleggingstrinn trenger åtte til 20 timer, avhengig av mengden av lade."

Men normalisering er ikke bare rimeligere enn utglødning, det produserer også et hardere og sterkere metall enn glødeprosessen. Normalisering brukes ofte i produksjonen av varmvalsede stålprodukter som jernbanehjul, stenger, aksler og andre smidde stålprodukter.

Samtidig som normalisering kan ha fordeler fremfor utglødning, jern fordeler generelt av enhver form for varmebehandling. Dette er dobbelt sant når den aktuelle avstøpningsformen er komplisert. Jernstøp i komplekse former (som finnes i industrielle omgivelser som gruver, oljefelt og tunge maskiner) er sårbare for strukturelle problemer etter at de har avkjølt seg. Disse strukturelle uregelmessighetene kan forvrenge materialet og forårsake andre problemer i jernets mekanikk.

For å forhindre at slike problemer oppstår, gjennomgår metaller normaliserings-, annealing- eller spenningsavlastende prosesser.

Ikke alle metaller krever den termiske prosessen med normalisering. For eksempel er det sjelden at kullstål krever normalisering. Når det er sagt, hvis slike stål normaliseres, vil materialet ikke skade. Når jernstøpe har en jevn tykkelse og like seksjonsstørrelser, blir de generelt sett gjennom glødeprosessen, snarere enn normaliseringsprosessen.

Forgasser stål: Carburizing varmebehandling er introduksjon av karbon i overflaten av stålet. Forgassing oppstår når stålet varmes opp over den kritiske temperaturen i en karbureringsovn som inneholder mer karbon enn stålet inneholder.

avkulling: Avkolning er fjerning av karbon fra overflaten av stålet. Avkolning skjer når stålet varmes opp over kritisk temperatur i en atmosfære som inneholder mindre karbon enn stålet inneholder.

Frysestål: Dypfrysing avkjøler stål til omtrent -100 grader Fahrenheit, eller lavere, for å fullføre transformasjonen av austenitt til martensitt.