РАЗНИЦА МЕЖДУ BK, GBK, BKS, NBK В СТАЛИ.

РАЗНИЦА МЕЖДУ BK, GBK, BKS, NBK В СТАЛИ.

АННОТАЦИЯ:

Отжиг и нормализация стали — два распространенных процесса термообработки.
Цель предварительной термической обработки: устранить некоторые дефекты заготовок и полуфабрикатов и подготовить организацию к последующей холодной обработке и окончательной термической обработке.
Цель окончательной термообработки: получить требуемые характеристики заготовки.
Целью отжига и нормализации является устранение отдельных дефектов, вызванных горячей обработкой стали, либо подготовка к последующей резке и окончательной термической обработке.

 Отжиг стали:
1. Концепция: процесс термической обработки, заключающийся в нагреве стальных деталей до соответствующей температуры (выше или ниже Ac1), выдерживании ее в течение определенного периода времени, а затем медленном охлаждении для получения структуры, близкой к равновесной, называется отжигом.
2. Цель:
(1) Уменьшить твердость и улучшить пластичность
(2) Измельчить зерна и устранить структурные дефекты
(3) Устранение внутреннего напряжения
(4) Подготовить организацию к закалке
Тип: (в зависимости от температуры нагрева его можно разделить на отжиг выше или ниже критической температуры (Ac1 или Ac3). Первый также называется рекристаллизационным отжигом с фазовым переходом, включая полный отжиг, диффузионный отжиг, гомогенизационный отжиг, неполный отжиг и сфероидизирующий отжиг; последний включает рекристаллизационный отжиг и отжиг для снятия напряжений.)

•  Полный отжиг (ГБК+А):

1) Концепция: Нагрейте доэвтектоидную сталь (Wc = 0,3% ~ 0,6%) до AC3 + (30 ~ 50) ℃, и после ее полной аустенизации, сохранения тепла и медленного охлаждения (после печи, закапывание в песок, известь), Процесс термообработки для получения структуры, близкой к равновесному состоянию, называется полным отжигом.2) Назначение: измельчение зерна, однородная структура, устранение внутреннего напряжения, снижение твердости и улучшение режущих характеристик.
2) Процесс: полный отжиг и медленное охлаждение с печью могут обеспечить выделение доэвтектоидного феррита и превращение переохлажденного аустенита в перлит в основном интервале температур ниже Ar1.Время выдержки заготовки при температуре отжига не только приводит к прожогу заготовки, т. е. к достижению сердцевиной заготовки необходимой температуры нагрева, но и обеспечивает видимость всего гомогенизированного аустенита для достижения полной рекристаллизации.Время выдержки при полном отжиге зависит от таких факторов, как состав стали, толщина заготовки, вместимость печи и метод загрузки печи.В реальном производстве, для повышения производительности, отжиг и охлаждение до температуры около 600 ℃ могут производиться вне печи и воздушным охлаждением.
Область применения: литье, сварка, ковка и прокатка среднеуглеродистой стали и среднеуглеродистой легированной стали и т.д. Примечание: Низкоуглеродистая сталь и заэвтектоидная сталь не подлежат полному отжигу.Твердость низкоуглеродистой стали низкая после полного отжига, что не способствует обработке резанием.При нагреве заэвтектоидной стали до аустенитного состояния выше Accm и медленном охлаждении и отжиге выделяется сетка вторичного цементита, что значительно снижает прочность, пластичность и ударную вязкость стали.

• Сфероидизирующий отжиг:

1) Концепция: процесс отжига для сфероидизации карбидов в стали называется сфероидизирующим отжигом.
2) Процесс: Общий процесс сфероидизирующего отжига Ac1+(10~20)℃ охлаждается в печи до 500~600℃ с воздушным охлаждением.
3) Цель: уменьшить твердость, улучшить организацию, улучшить пластичность и производительность резки.
4) Область применения: в основном используется для режущих инструментов, измерительных инструментов, форм и т. д. из эвтектоидной стали и заэвтектоидной стали.Когда заэвтектоидная сталь имеет сетку вторичного цементита, она не только обладает высокой твердостью и трудно поддается резанию, но и повышает хрупкость стали, склонной к закалочной деформации и растрескиванию.По этой причине после горячей обработки стали необходимо добавить процесс сфероидизирующего отжига для сфероидизации чешуйчатого инфильтрата в сетчатом вторичном цементите и перлите для получения гранулированного перлита.
Скорость охлаждения и изотермическая температура также будут влиять на эффект сфероидизации карбида.Быстрая скорость охлаждения или низкая изотермическая температура вызовут образование перлита при более низкой температуре.Частицы карбида слишком мелкие, а эффект агрегации мал, что облегчает образование чешуйчатых карбидов.В результате твердость высокая.Если скорость охлаждения слишком низкая или изотермическая температура слишком высока, образующиеся карбидные частицы будут более крупными, а эффект агломерации будет очень сильным.Легко сформировать гранулированные карбиды различной толщины и сделать их твердость низкой.

•  Гомогенизационный отжиг (диффузионный отжиг):

1) Процесс: процесс термообработки слитков или отливок из легированной стали до температуры 150–00 ℃ выше Ac3, выдержки в течение 10–15 часов, а затем медленного охлаждения для устранения неравномерного химического состава.
2) Назначение: Исключить сегрегацию дендритов при кристаллизации и гомогенизировать композицию.Из-за высокой температуры нагрева и длительного времени аустенитные зерна будут сильно укрупняться.Поэтому, как правило, необходимо проводить полный отжиг или нормализацию для измельчения зерен и устранения дефектов перегрева.
3) Область применения: в основном используется для слитков, отливок и поковок из легированной стали с высокими требованиями к качеству.
4) Примечание. Высокотемпературный диффузионный отжиг имеет длительный производственный цикл, высокое потребление энергии, серьезное окисление и обезуглероживание заготовки, а также высокую стоимость.Этот процесс используется только для некоторых высококачественных легированных сталей, отливок из легированной стали и стальных слитков с сильной сегрегацией.Для отливок с небольшими общими размерами или отливок из углеродистой стали из-за их более легкой степени сегрегации можно использовать полный отжиг для измельчения зерен и устранения литейного напряжения.

• Отжиг для снятия напряжения

1) Концепция: отжиг для снятия напряжения, вызванного пластической деформацией, сваркой и т. д., а также остаточного напряжения в отливке, называется отжигом для снятия напряжения.(Во время отжига для снятия напряжения деформации не происходит)
2) Процесс: медленно нагрейте заготовку до 100~200 ℃ (500~600 ℃) ниже Ac1 и выдержите ее в течение определенного периода времени (1–3 часа), затем медленно охладите ее до 200 ℃ в печи, а затем охладите его из печи.
Сталь обычно 500～600℃
Чугун обычно выгибается выше 550 при температуре 500-550 ℃, что легко вызывает графитизацию перлита.Сварочные детали обычно имеют температуру 500–600 ℃.
3) Область применения: Устранение остаточных напряжений в литых, кованых, сварных деталях, холодноштампованных деталях и обработанных заготовках для стабилизации размера стальных деталей, уменьшения деформации и предотвращения растрескивания.

Нормализация стали:
1. Принцип: нагрев стали на 30-50°С выше Ac3 (или Accm) и выдержка в течение необходимого времени;Процесс термической обработки с охлаждением в неподвижном воздухе называется нормализацией стали.
2. Цель: Уточнение зерна, однородная структура, регулировка твердости и т. д.
3. Организация: эвтектоидная сталь S, доэвтектоидная сталь F+S, заэвтектоидная сталь Fe3CⅡ+S.
4. Процесс: нормализация времени сохранения тепла аналогична полному отжигу.Он должен основываться на заготовке путем обжига, то есть сердечник достигает необходимой температуры нагрева, а также следует учитывать такие факторы, как сталь, исходная конструкция, мощность печи и нагревательное оборудование.Наиболее часто применяемый нормализующий метод охлаждения заключается в извлечении стали из нагревательной печи и ее естественном охлаждении на воздухе.Для крупных деталей обдув, распыление и регулировка расстояния между штабелями стальных деталей также могут использоваться для контроля скорости охлаждения стальных деталей для достижения требуемой организации и производительности.

5. Область применения:

• 1) Улучшить режущие свойства стали.Углеродистая и низколегированная стали с содержанием углерода менее 0,25 % имеют меньшую твердость после отжига, легко «слипаются» при резании.Посредством нормализующей обработки можно уменьшить содержание свободного феррита и получить чешуйчатый перлит.Повышение твердости может улучшить обрабатываемость стали, увеличить срок службы инструмента и чистоту поверхности заготовки.
• 2) Устранение дефектов термической обработки.Отливки, поковки, прокатные детали и сварные детали из среднеуглеродистой конструкционной стали подвержены дефектам перегрева и полосчатым структурам, таким как крупные зерна после нагрева.Посредством нормализующей обработки эти дефектные структуры могут быть устранены, и может быть достигнута цель измельчения зерна, однородной структуры и устранения внутренних напряжений.
• 3) Устранить сетчатые карбиды заэвтектоидной стали, облегчая сфероидизирующий отжиг.Заэвтектоидная сталь должна быть сфероидизирована и отожжена перед закалкой, чтобы облегчить механическую обработку и подготовить структуру к закалке.Однако, когда в заэвтектоидной стали присутствуют серьезные сетчатые карбиды, хорошего сфероидизирующего эффекта достичь не удастся.Чистый карбид можно устранить нормализующей обработкой.
• 4) Улучшить механические свойства обычных конструктивных деталей.Некоторые детали из углеродистой и легированной стали с небольшим напряжением и низкими требованиями к производительности нормализуются для достижения определенных комплексных механических характеристик, которые могут заменить закалку и отпуск в качестве окончательной термической обработки деталей.

Выбор отжига и нормализации
Основное отличие отжига от нормализации:
1. Скорость охлаждения при нормализации несколько выше, чем при отжиге, а степень переохлаждения больше.
2. Структура, полученная после нормализации, более тонкая, а прочность и твердость выше, чем у отжига.Выбор отжига и нормализации:

• Для низкоуглеродистой стали с содержанием углерода <0,25 % вместо отжига обычно применяют нормализацию.Поскольку более высокая скорость охлаждения может предотвратить осаждение свободного третичного цементита из низкоуглеродистой стали вдоль границы зерна, тем самым улучшая характеристики холодной деформации штампованных деталей;нормализация может улучшить твердость стали и режущие свойства низкоуглеродистой стали;В процессе термической обработки нормализация может использоваться для измельчения зерен и повышения прочности низкоуглеродистой стали.
• Среднеуглеродистая сталь с содержанием углерода от 0,25 до 0,5% также может быть нормализована вместо отжига.Хотя твердость среднеуглеродистой стали, близкая к верхнему пределу содержания углерода, выше после нормализации, ее все же можно резать, а стоимость нормализации Низкая и высокая производительность.
• Сталь с содержанием углерода от 0,5 до 0,75%, из-за высокого содержания углерода, твердость после нормализации значительно выше, чем после отжига, и ее трудно резать.Поэтому полный отжиг обычно используется для снижения твердости и улучшения резания.Технологичность.
• Для высокоуглеродистых сталей или инструментальных сталей с содержанием углерода > 0,75% в качестве предварительной термической обработки обычно используют сфероидизирующий отжиг.Если есть сеть вторичного цементита, ее следует сначала нормализовать.

Источник: Машиностроительная профессиональная литература.

Редактор: Али