ფოლადის ნორმალიზაცია - პროცესი, ტემპერატურა, მიკროსტრუქტურა და გამოყენება

ნორმალიზებული ფოლადი ერთ-ერთი ძირითადი პროცესია ფოლადის თერმული დამუშავებამისი მთავარი მიზანია უფრო ერთგვაროვანი და წვრილმარცვლოვანი მიკროსტრუქტურის მიღწევა, წინა ტექნოლოგიური პროცესების ეფექტების შემცირება და მასალის მომზადება შემდგომი თერმული ან მექანიკური დამუშავებისთვის. ნორმალიზაციამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს ფოლადის სიმტკიცეზე, სიმტკიცეზე, დარტყმისადმი სიმტკიცეზე, პლასტიურობასა და დამუშავების უნარზე, მაგრამ ამ ცვლილებების მასშტაბი ძირითადად დამოკიდებულია ნახშირბადის შემცველობაზე, შენადნობის ელემენტებზე და მასალის საწყის სტრუქტურაზე.
პროცესი გულისხმობს ფოლადის გაცხელებას ტემპერატურამდე, რომელიც უზრუნველყოფს აუსტენიტიზაციის შესაბამის ხარისხს, მასალის გაცხელებას ამ ტემპერატურაზე და შემდეგ მის გაგრილებას უძრავ ჰაერზე. გაგრილების მეთოდი ნორმალიზაციასა და სრულ გამოწვას შორის ერთ-ერთი ფუნდამენტური განსხვავებაა. ჰაერით გაგრილება ღუმელში გაგრილებაზე უფრო სწრაფია, რაც გავლენას ახდენს მარცვლის ზომასა და მიღებულ მიკროსტრუქტურაზე.
ნორმალიზაცია ძირითადად გამოიყენება არალეგირებული და დაბალშენადნობი ფოლადებისთვის. მისი შესრულება შესაძლებელია როგორც კომპონენტის საბოლოო თერმული დამუშავების, ასევე შემდგომი ოპერაციების, როგორიცაა გამკვრივება, თერმული დამუშავება ან მექანიკური დამუშავება, წინ უსწრებს შუალედურ პროცესს.

რა არის ფოლადის ნორმალიზაცია?

ნორმალიზაციის დროს ფოლადი თბება მისი ქიმიური შემადგენლობის შესაბამის აუსტენიტურ დიაპაზონამდე. გაცხელების პროცესში ხდება ტრანსფორმაციები, რომლებიც იწვევს აუსტენიტის წარმოქმნას და სტრუქტურის ჰომოგენიზაციას. შემდეგ კომპონენტი ამოღებულია ღუმელიდან და გაცივებულია ჰაერზე.
გაგრილების დროს, აუსტენიტი განიცდის ტრანსფორმაციებს, რაც - ფოლადის შემადგენლობისა და გაგრილების სიჩქარის მიხედვით - ძირითადად იწვევს ფერიტ-პერლიტური ან პერლიტური სტრუქტურების წარმოქმნას. შენადნობ ფოლადებში ტრანსფორმაციის პროცესი შეიძლება უფრო რთული იყოს, რადგან შენადნობის ელემენტები გავლენას ახდენენ გამყარებაზე და ფაზური ტრანსფორმაციების კინეტიკაზე.
ნორმალიზაცია განსაკუთრებით სასარგებლოა ისეთი პროცესების შემდეგ, რომლებმაც შეიძლება გამოიწვიოს არაერთგვაროვანი ან უხეშად მარცვლოვანი სტრუქტურის მიღება, როგორიცაა ჭედვა, ცხელი გლინვა ან ჩამოსხმა.

ფოლადის ნორმალიზაციის მიზანი

ნორმალიზაციას რამდენიმე ტექნოლოგიური დანიშნულება შეუძლია. პროცესის ზუსტი მიზანი დამოკიდებულია ფოლადის ხარისხზე, მასალის მდგომარეობასა და მის დანიშნულ გამოყენებაზე.
სტანდარტიზაციის ყველაზე მნიშვნელოვანი მიზნებია:

• მარცვლეულის დახვეწა – სწორად შესრულებული აუსტენიტიზაცია და შემდგომი გაგრილება უფრო წვრილმარცვლოვანი სტრუქტურის მიღების საშუალებას იძლევა,
• მიკროსტრუქტურის ჰომოგენიზაცია – განსაკუთრებით ჭედვის, გლინვის, ჩამოსხმის და სხვა მაღალტემპერატურული პროცესების შემდეგ,
• მექანიკური თვისებების გაუმჯობესება – ნორმალიზაციამ შეიძლება გაზარდოს სიმტკიცე და სიმტკიცე სრულად გახურებულ მდგომარეობასთან შედარებით, ამავდროულად შეინარჩუნოს სასარგებლო პლასტიურობა და დარტყმითი სიმტკიცე,
• წინა მკურნალობის უარყოფითი ეფექტების შეზღუდვა – მათ შორის სტრუქტურული არაერთგვაროვნება და მარცვლების ჭარბი ზრდა,
• ფოლადის მომზადება შემდგომი თერმული დამუშავებისთვის – მაგ. გამკვრივება ან თერმული გაუმჯობესება,
• მასალის მომზადება დამუშავებისთვის – ზოგიერთ ფოლადში, ნორმალიზაციის შემდეგ შესაბამის სტრუქტურას შეუძლია გააუმჯობესოს შემდგომი დამუშავების პირობები,
• ელემენტის განივი კვეთის უფრო ერთგვაროვანი თვისებების მიღება – განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ცხელი დამუშავების შემდეგ ჭედვის, ჩამოსხმის და ნახევარფაბრიკატების შემთხვევაში.

ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ფოლადის ნორმალიზაციის ეფექტზე

ნორმალიზაციის შემდეგ ფოლადის საბოლოო თვისებები დამოკიდებულია მთელ თერმული დამუშავების ციკლზე. ერთი და იგივე ტემპერატურაზეც კი, ჰაერით გაგრილებისას ორი კლასის ფოლადს შეუძლია განავითაროს განსხვავებული მიკროსტრუქტურები და თვისებები.

ფოლადის ტემპერატურის ნორმალიზება

ნორმალიზაციის ტემპერატურა არ არის ერთიანი მუდმივი ყველა კლასის ფოლადისთვის. ის შეირჩევა მასალის ქიმიური შემადგენლობისა და ფაზურ გარდაქმნებთან დაკავშირებული კრიტიკული ტემპერატურების საფუძველზე.
ჰიპოევტექტოიდური ფოლადების შემთხვევაში, ანუ ფოლადებისთვის, რომლებიც ევტექტოიდურ შემადგენლობაზე ნაკლებ ნახშირბადს შეიცავს, ნორმალიზაცია, როგორც წესი, კრიტიკულ ტემპერატურაზე მაღლა ხორციელდება. აუქსიპრაქტიკაში, პროცესის ტემპერატურა, როგორც წესი, საკმარისად მაღალია Ac3-ზე, რათა უზრუნველყოფილი იყოს მასალის სათანადო აუსტენიტიზაცია.
ჰიპერევტექტოიდური ფოლადების შემთხვევაში, ტემპერატურის შერჩევის წესები მოითხოვს ხაზის გათვალისწინებას აკმ და მოსალოდნელი მიკროსტრუქტურა. ამიტომ, ყველა ფოლადისთვის ერთი დიაპაზონის, მაგალითად, 800–950°C-ის, მითითება მხოლოდ უხეში გამარტივებაა.
ფაქტობრივი ნორმალიზაციის ტემპერატურა უნდა განისაზღვროს კონკრეტული ფოლადის კლასისთვის მისი მასალის მახასიათებლების, შესაბამისი სტანდარტის, ტექნოლოგიური დოკუმენტაციის ან მწარმოებლის რეკომენდაციების საფუძველზე.

ფოლადის ნორმალიზაცია - პროცესის მიმდინარეობა

ნორმალიზაციის პროცესი შეიძლება დაიყოს სამ ძირითად ეტაპად: გათბობა, გახურება და გაგრილება.

1. გათბობა

კომპონენტი თბება მოცემული ფოლადის კლასისთვის შესაფერის ნორმალიზების ტემპერატურამდე. გაცხელების სიჩქარე უნდა ითვალისწინებდეს კომპონენტის ზომას, გეომეტრიას, განივი კვეთის სისქეს და მასალის თბოგამტარობას. დიდი ან რთული ნაწილებისთვის, ძალიან სწრაფმა გაცხელებამ შეიძლება გამოიწვიოს მნიშვნელოვანი ტემპერატურის გრადიენტები და მასთან დაკავშირებული თერმული დაძაბულობები.

2. გათბობა

საჭირო ტემპერატურის მიღწევის შემდეგ, მასალა თბება იმ დროის განმავლობაში, რაც საკმარისია ტემპერატურის გასათანაბრებლად მთელ განივი კვეთის გასწვრივ და საჭირო სტრუქტურული ტრანსფორმაციების განსახორციელებლად. გათბობის დრო დამოკიდებულია კომპონენტის ზომებზე, მასაზე, ფოლადის ხარისხზე, გათბობის მეთოდსა და ღუმელის ტიპზე.
დროსა და სისქის მილიმეტრებს შორის მარტივი დამოკიდებულება არ უნდა ჩაითვალოს ყველა კომპონენტისთვის უნივერსალურ წესად. სამრეწველო ტექნოლოგიაში პარამეტრები უნდა განისაზღვროს კონკრეტული მასალებისა და ნაწილებისთვის.

3. ჰაერის გაგრილება

გაცხელების შემდეგ, კომპონენტი ჰაერით გაცივდება. გაგრილება უფრო სწრაფია, ვიდრე ტიპიური სრული გაცხელების დროს, რომლის დროსაც მასალა ღუმელთან ერთად ნელა ცივდება. გაგრილების სიჩქარის ეს განსხვავება გავლენას ახდენს აუსტენიტის ტრანსფორმაციასა და მასალის საბოლოო მიკროსტრუქტურაზე.
გაგრილების პირობებსაც აქვს როლი. კომპონენტის ზომას, გარემოს ტემპერატურას, ჰაერის მოძრაობას და კომპონენტების ორიენტაციას შეუძლია გავლენა მოახდინოს სითბოს გაფრქვევის ფაქტობრივ სიჩქარეზე.

ფოლადის მიკროსტრუქტურა ნორმალიზაციის შემდეგ

ნორმალიზაციის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ეფექტი ფოლადის მიკროსტრუქტურის მოდიფიკაციაა. ტიპურ ჰიპოევტექტოიდურ ფოლადებში, სწორად ჩატარებული პროცესი წარმოქმნის ფერიტისა და პერლიტის შემცველ სტრუქტურას. ნახშირბადის შემცველობის ზრდასთან ერთად, პერლიტის შემცველობაც იზრდება.
სრული გამოწვის დროს ნელ გაგრილებასთან შედარებით, ნორმალიზაციის დროს მიღებული სტრუქტურა, როგორც წესი, უფრო წვრილია. უფრო წვრილი პერლიტური სტრუქტურა და შესაბამისი მარცვლის ზომა შეიძლება გამოიწვიოს მასალის სიმტკიცისა და სიმტკიცის გაზრდა.
თუმცა, საბოლოო მიკროსტრუქტურა დამოკიდებულია არა მხოლოდ ნორმალიზების ტემპერატურაზე, არამედ:

• ნახშირბადის შემცველობა,
• შენადნობის ელემენტების ტიპი და შემადგენლობა,
• აუსტენიტის მარცვლის ზომა,
• გათბობის დრო,
• ელემენტის ზომები,
• გაგრილების სიჩქარე,
• ნორმალიზაციამდე მასალის მიკროსტრუქტურა.

ნორმალიზაციის გავლენა ფოლადის მექანიკურ თვისებებზე

ნორმალიზაციას შეუძლია მნიშვნელოვანი გავლენა მოახდინოს ფოლადის მექანიკურ თვისებებზე, თუმცა ამ ცვლილებების სიდიდე დამოკიდებულია მის შემადგენლობასა და საწყის მდგომარეობაზე. პროცესი არ უნდა ჩაითვალოს უნივერსალურ მეთოდად, რომელიც ყველა კლასისთვის იდენტურ შედეგებს იძლევა.

დაჭიმვის სიმტკიცე

ნორმალიზაციის შემდეგ მიღწეულმა უფრო წვრილმა მიკროსტრუქტურამ შეიძლება გამოიწვიოს დაჭიმვის სიმტკიცის ზრდა სრულად გამოწვის ფოლადთან შედარებით. ეფექტი, სხვა ფაქტორებთან ერთად, დამოკიდებულია ნახშირბადის შემცველობასა და შენადნობის ელემენტებზე.

დათმობის წერტილი

მიკროსტრუქტურის ცვლილებებმა და მარცვლების დახვეწამ ასევე შეიძლება გავლენა მოახდინოს დენადობის ზღვარზე. ეს თვისება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია დატვირთვის მზიდი კომპონენტებისთვის განკუთვნილი კონსტრუქციული ფოლადებისთვის.

სიმტკიცე

ნორმალიზებული ფოლადი, როგორც წესი, უფრო მყარია, ვიდრე სრულად გამოწვის ფოლადი, რადგან უფრო სწრაფი გაგრილება ხელს უწყობს უფრო წვრილი სტრუქტურის განვითარებას. თუმცა, ნორმალიზაცია არ აღწევს სათანადოდ გამაგრებული მარტენსიტული ფოლადისთვის დამახასიათებელ სიმტკიცეს.

დარტყმის სიმტკიცე და პლასტიურობა

მარცვლების დახვეწას და სტრუქტურულ ჰომოგენიზაციას შეუძლია დადებითად იმოქმედოს დარტყმის სიმტკიცეზე და მასალის ქცევაზე დატვირთვის ქვეშ. თუმცა, კონკრეტული ეფექტის დადგენა შეუძლებელია ფოლადის კლასისა და პროცესის პარამეტრების გათვალისწინების გარეშე.

დამუშავებადობა

ნორმალიზაციის ეფექტი დამუშავების უნარზე ყველა ფოლადისთვის ერთნაირი არ არის. დაბალნახშირბადიან ფოლადებში სიმტკიცის გარკვეულმა ზრდამ შეიძლება გააუმჯობესოს ნაპრალების წარმოქმნა და შეამციროს მასალის ზედმეტი პლასტიურობა. სხვა შემთხვევებში, დამუშავებამდე რბილი გამოწვა ან სფეროიდული გამოწვა შეიძლება უფრო სასარგებლო იყოს.

ნორმალიზაცია vs. გახურება

ნორმალიზაცია და გამოწვა არის პროცესები, რომლებიც გულისხმობს ფოლადის გაცხელებას და კონტროლირებულ გაგრილებას, მაგრამ ისინი ძირითადად განსხვავდებიან გაგრილების პირობებითა და შედეგად მიღებული მიკროსტრუქტურით.
ნორმალიზაციის შემდეგ, ფოლადი, როგორც წესი, ჰაერზე ცივდება, ხოლო სრული გამოწვის დროს გაგრილება გაცილებით ნელია და, როგორც წესი, ღუმელთან ერთად ხდება. შედეგად, ნორმალიზებული ფოლადი, როგორც წესი, უფრო წვრილი სტრუქტურა და უფრო მაღალი სიმტკიცე და სიმტკიცეა, ვიდრე შესაბამისი სრულად გამოწვის მასალა.
თუ მთავარი მიზანი ნარჩენი დაძაბულობის შემცირებაა მასალის სტრუქტურის ფუნდამენტური შეცვლის გარეშე, სტრესის შემსუბუქება.

ნორმალიზაცია და გამკვრივება

ფოლადის გამკვრივება ნორმალიზაციისგან ის ძირითადად გაგრილების სიჩქარითა და სასურველი სტრუქტურული ეფექტით განსხვავდება. გამკვრივების დროს მიზანია აუსტენიტის გაგრილება მაღალი სიმტკიცის სტრუქტურის მისაღებად, ყველაზე ხშირად მარტენსიტის მნიშვნელოვანი შემცველობით.
ნორმალიზაცია იყენებს უფრო ნელ ჰაერით გაგრილებას და არ გამოიყენება მარტენსიტული სტრუქტურის შესაქმნელად ტიპურ ნახშირბადოვან ფოლადებში. თუმცა, ეს შეიძლება იყოს მასალის შემდგომი გამკვრივების ან თერმული დამუშავებისთვის მომზადების ეტაპი.

ნორმალიზაცია vs. გაშვება

გაშვება არის პროცესი, რომელიც ძირითადად გამკვრივების შემდეგ ხორციელდება. მისი მიზანია გამაგრებული ფოლადის სტრუქტურის მოდიფიცირება და სიმტკიცის, სიმტკიცისა და პლასტიურობის საჭირო კომბინაციის მიღწევა.
ნორმალიზაცია, მეორე მხრივ, შეიძლება იყოს დამოუკიდებელი თერმული დამუშავება ან მასალის შემდგომი პროცესებისთვის მომზადების ეტაპი. ამიტომ, ორივე პროცესს განსხვავებული ტექნოლოგიური მიზანი აქვს.

ნორმალიზაცია და სტრესის შემსუბუქება

ნორმალიზაცია იწვევს ფოლადის აუსტენიტიზაციას და შემდგომში გაგრილებისას ახალი მიკროსტრუქტურის ფორმირებას. მეორეს მხრივ, დაძაბულობის შემსუბუქების გამოწვა ხორციელდება უფრო დაბალ ტემპერატურაზე და ძირითადად მიზნად ისახავს ნარჩენი დაძაბულობების შემცირებას, მასალის ძირითად მიკროსტრუქტურასა და თვისებებზე ზემოქმედების მინიმიზაციის პარალელურად.

ფოლადის ნორმალიზაცია და თერმული დამუშავების სხვა მეთოდები

ნორმალიზაცია, გამოწვა, გამკვრივება და ტემპერატურა განსხვავდება პროცესის ტემპერატურის, გაგრილების მეთოდისა და სასურველი ეფექტის მიხედვით. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში შეჯამებულია ამ პროცესებს შორის ძირითადი განსხვავებები.

სხვადასხვა ფოლადის კლასის ნორმალიზაცია

ულეგირებული კონსტრუქციული ფოლადები

ნორმალიზაცია ფართოდ გამოიყენება არალეგირებული კონსტრუქციული ფოლადებისთვის. პროცესის გამოყენება შესაძლებელია გლინვის, ჭედვის ან ჩამოსხმის შემდეგ სტრუქტურის დახვეწისა და ჰომოგენიზაციისთვის და საჭირო მექანიკური თვისებების მისაღწევად.

ნახშირბადოვანი ფოლადები

ნახშირბადოვან ფოლადებში ნორმალიზაციის ეფექტი მჭიდრო კავშირშია ნახშირბადის შემცველობასთან. ნახშირბადის შემცველობის ზრდასთან ერთად იზრდება პერლიტის შემცველობა და იცვლება მასალის სიმტკიცე, სიმტკიცე და პლასტიურობა. გაზრდილი ნახშირბადის შემცველობის მქონე ფოლადების ჯგუფში შედის C55S, C67S, C75S, C85S და C100S ზამბარიანი ფოლადები.

დაბალი შენადნობის ფოლადები

დაბალშენადნობი ფოლადების შემთხვევაში, გასათვალისწინებელია ქრომის, მოლიბდენის, ნიკელის, მანგანუმის და სხვა ელემენტების გავლენა გაგრილების დროს მიმდინარე ტრანსფორმაციებზე. ზოგიერთი კლასის გამაგრების გაზრდილი უნარი ნიშნავს, რომ ფოლადის ქცევა ჰაერით გაგრილების დროს შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ჩვეულებრივი ნახშირბადოვანი ფოლადის ქცევისგან.

მაღალი შენადნობის ფოლადები

ნორმალიზაციის კონცეფცია ავტომატურად არ უნდა იქნას გამოყენებული ყველა მაღალშენადნობი ფოლადისთვის. უჟანგავი ფოლადების, სითბოს მდგრადი ფოლადების, ხელსაწყოების ფოლადების და სხვა სპეციალური ფოლადებისთვის გამოიყენება კონკრეტული ჯგუფისა და კლასის შესაბამისი თერმული დამუშავება. პარამეტრები ყოველთვის უნდა ეფუძნებოდეს საჭირო მიკროსტრუქტურას და მასალის თვისებებს.

ნორმალიზაცია გაყალბება

ნორმალიზაცია განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ჭედური ნაწილების წარმოებაში. ჭედვის დროს ფოლადი განიცდის მაღალ ტემპერატურას და მნიშვნელოვან პლასტიკურ დეფორმაციას, რის შედეგადაც მიღებული სტრუქტურა შეიძლება არაერთგვაროვანი იყოს.
სწორად შერჩეული ნორმალიზაცია ასუფთავებს მარცვლებს და აერთიანებს ჭედვის მიკროსტრუქტურას. მასალის ტიპიდან გამომდინარე, ეს შეიძლება იყოს თერმული დამუშავების საბოლოო ეტაპი ან მომზადება გამკვრივებისა და გამაგრებისთვის.

ფოლადის ჩამოსხმის ნორმალიზაცია

ფოლადის ჩამოსხმებში ნორმალიზაციის გამოყენება შესაძლებელია გამყარებისა და გაგრილების დროს წარმოქმნილი სტრუქტურის მოდიფიცირებისთვის. ჩამოსხმული მასალები, განსაკუთრებით დიდი განივი კვეთის მქონე, შეიძლება ავლენდეს მნიშვნელოვან მიკროსტრუქტურულ და მარცვლის ზომის ჰეტეროგენულობას.
ნორმალიზაცია შესაბამის კლასებში უფრო ერთგვაროვანი სტრუქტურის მიღების საშუალებას იძლევა და ჩამოსხმას შემდგომი ტექნოლოგიური პროცესებისთვის ამზადებს.

ნორმალიზაცია გაყალბებისა და გლინვის შემდეგ

საბოლოო გაჭედვის ან გლინვის ფაზის დროს არსებული პირობები მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ნახევარფაბრიკატის მიკროსტრუქტურაზე. თუ ტემპერატურა მაღალი იყო ან მასალა უკონტროლოდ გაცივდა, შესაძლოა ადგილი ჰქონდეს მარცვლების ჭარბ ზრდას ან სტრუქტურულ არაერთგვაროვნებას.
ასეთ შემთხვევებში ნორმალიზაცია შეიძლება ემსახურებოდეს მოსამზადებელ დამუშავებას, რაც შემდგომ თერმულ ან მექანიკურ დამუშავებამდე უფრო პროგნოზირებად სტრუქტურას იწვევს.

ფოლადის ნორმალიზაციის გამოყენება

ნორმალიზაცია ძირითადად გამოიყენება იმ შემთხვევაში, თუ აუცილებელია მიკროსტრუქტურის ჰომოგენიზაცია, მარცვლის დახვეწა ან მასალის მომზადება შემდგომი წარმოების ეტაპებისთვის.
ტიპიური აპლიკაციები მოიცავს:

• ჭედვა და ყალბი ელემენტები,
• ფოლადის ჩამოსხმული ნაწარმი,
• ლილვები და ღერძები,
• მანქანებისა და მოწყობილობების ელემენტები,
• სტრუქტურული ნაწილები,
• ნახევრად მზა პროდუქტები ცხელი გლინვის შემდეგ,
• გამკვრივებისა და გამაგრებისთვის მომზადებული ელემენტები,
• ნაწილები, რომლებიც შემდგომ დამუშავებას ექვემდებარებიან.

ფოლადის ნორმალიზაციის უპირატესობები

• მარცვლეულის დაქუცმაცების შესაძლებლობა,
• მიკროსტრუქტურის ჰომოგენიზაცია,
• შერჩეული მექანიკური თვისებების გაუმჯობესება,
• მასალის შემდგომი თერმული დამუშავების პროცესებისთვის მომზადების შესაძლებლობა,
• ჰაერის გაგრილების შედარებით მარტივი მეთოდი,
• შეიძლება გამოყენებულ იქნას გაყალბების, გლინვისა და ჩამოსხმის შემდეგ,
• მრავალი ნახშირბადოვანი ფოლადის ტიპიურ სრულ გამოწვის შემდეგ უფრო მაღალი სიმტკიცისა და სიმტკიცის მიღწევა.

ნორმალიზაციის ნაკლოვანებები და შეზღუდვები

• პროცესი არ არის შესაფერისი ყველა ტიპის ფოლადისთვის,
• ჰაერით გაგრილებამ შეიძლება გამოიწვიოს გაგრილების სიჩქარის განსხვავებები დიდი ან ცვალებადი განივი კვეთის მქონე ელემენტებში,
• შესაძლებელია რთული გეომეტრიის მქონე ელემენტების დეფორმაცია,
• ნორმალიზაცია არ უზრუნველყოფს გამკვრივებისთვის დამახასიათებელ სიმტკიცეს,
• არ არის პროცესი, რომელიც ძირითადად ნარჩენი სტრესების მაქსიმალური მოცილებისთვისაა განკუთვნილი,
• გაზრდილი გამაგრების უნარის მქონე ფოლადებში, ჰაერში გაგრილებამ შეიძლება გამოიწვიოს განსხვავებული სტრუქტურები, ვიდრე ტიპურ ნახშირბადოვან ფოლადებში,
• არასწორმა ტემპერატურამ შეიძლება გამოიწვიოს მარცვლების ზედმეტი ზრდა და მასალის თვისებების გაუარესება.

რაზეა დამოკიდებული სწორი ნორმალიზაციის ეფექტი?

ნორმალიზაციის ეფექტურობა დამოკიდებულია მთელი ტექნოლოგიური ციკლის სწორ შერჩევაზე და არა მხოლოდ მაქსიმალურ ტემპერატურაზე. გასათვალისწინებელია ფოლადის კლასი, მისი ქიმიური შემადგენლობა, საწყისი სტრუქტურა, კომპონენტების ზომები და გეომეტრია, გათბობის სიჩქარე, აუსტენიტიზაციის ტემპერატურა და დრო, ასევე ფაქტობრივი გაგრილების პირობები.
განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, თავიდან ავიცილოთ ზედმეტად მაღალი ტემპერატურა ან ზედმეტად ხანგრძლივი დალბობის დრო, რადგან ამან შეიძლება გამოიწვიოს აუსტენიტის მარცვლების ზრდა. პირიქით, არასაკმარისი ტემპერატურა ან ზედმეტად მოკლე დალბობის დრო ხელს უშლის საჭირო სტრუქტურული ერთგვაროვნების მიღწევას.
ნორმალიზებული ფოლადი არის თერმული დამუშავების პროცესი, რომელიც გულისხმობს მასალის შესაბამის აუსტენიტიზაციის ტემპერატურულ დიაპაზონამდე გაცხელებას, გამოწვას და შემდეგ ჰაერით გაგრილებას. პროცესი ძირითადად გამოიყენება მარცვლის დახვეწის, მიკროსტრუქტურის ჰომოგენიზაციისა და შემდგომი დამუშავების ან გამოყენებისთვის შესაფერისი თვისებების მისაღებად.
სრულ გამოწვასთან შედარებით, ნორმალიზაცია უფრო სწრაფ გაგრილებას იყენებს, რის გამოც ის ბევრ ნახშირბადოვან ფოლადში უფრო დახვეწილ სტრუქტურას და უფრო მეტ სიმტკიცესა და სიმტკიცეს იწვევს. თუმცა, ის არ ცვლის გამკვრივებას, გახურებას ან დაძაბულობის შემსუბუქების გამოწვას - თითოეული ეს პროცესი სხვადასხვა ტექნოლოგიურ მიზანს ისახავს.

ფოლადის თერმული და თერმოქიმიური დამუშავების მეთოდები

დარბილება ფოლადის მიკროსტრუქტურისა და თვისებების მოდიფიცირებისთვის გამოყენებული პროცესების მხოლოდ ერთი ჯგუფია. სასურველი ეფექტიდან გამომდინარე, ასევე გამოიყენება ნორმალიზაცია, დაძაბულობის შემსუბუქება, გამკვრივება, გამაგრება და თერმოქიმიური პროცესები, როგორიცაა კარბურიზაცია და ნიტრირება.

ფოლადის თერმული დამუშავების მეთოდები

• ნორმალიზებული ფოლადი – მარცვლეულის დახვეწა და მიკროსტრუქტურის გაერთიანება.
• სტრესის შემსუბუქება – ნარჩენი სტრესების შემცირება.
• ფოლადის დარბილება – სიმტკიცის შემცირება და შემდგომი დამუშავებისადმი მგრძნობელობის გაუმჯობესება.
• სრული გახურება – აუსტენიტიზაცია და ნელი გაგრილება.
• იზოთერმული გახურება – ტრანსფორმაცია ხორციელდება სწორად შერჩეული ტემპერატურის შენარჩუნებისას.
• ბურთისებრი გახურება - სფეროიდიზაცია – ცემენტიტის ან სხვა კარბიდების მორფოლოგიის ცვლილება.
• რეკრისტალიზაციის გახურება – დამსხვრევის ეფექტების მოხსნა და პლასტიურობის აღდგენა.
• ჰომოგენიზებული გახურება – სეგრეგაციის შემცირება და მასალის შემადგენლობის ჰომოგენიზაცია.
• გამკვრივება და თერმული დამუშავება – მიკროსტრუქტურისა და თვისებების ფორმირება გამკვრივებითა და გამაგრებით.
• ფოლადის გამაგრება – ფოლადის თვისებების კონტროლირებადი მოდიფიკაცია გამკვრივების შემდეგ.
• ინდუქციური გამკვრივება – ზედაპირული ინდუქციური გათბობა და სწრაფი გაგრილება.
• ცეცხლოვანი გამკვრივება – ზედაპირის გამკვრივება ალივით ლოკალური გათბობის შემდეგ.
• ჭარბი გაჯერება – შესაბამისი თერმული ციკლით ზეგაჯერებული მყარი ხსნარის მიღება.
• დაბერება – კონტროლირებადი ფაზური გამოყოფა, რაც იწვევს მასალის გამაგრებას.

ფოლადის თერმოქიმიური დამუშავების მეთოდები

• ფოლადის ნიტრირება – ზედაპირული ფენის აზოტით დიფუზიური გამდიდრება.
• კარბურიზაციის ფოლადი – ზედაპირების დიფუზიური გამდიდრება ნახშირბადით.
• კარბონიტრიდინგი – ზედაპირული ფენის ერთდროული გამდიდრება ნახშირბადით და აზოტით.
• ნიტროკარბურიზაცია / ნიტროკარბურიზაცია – ფენის გამდიდრება, ძირითადად აზოტით და ნახშირბადით.
• ბურღვა – ზედაპირის დიფუზიური გაჯერება ბორით.
• დიფუზიური ქრომირებული მოპირკეთება – ფენის ქრომით დიფუზიური გამდიდრება.
• დიფუზიური ალუმინიზაცია – ფენის დიფუზიური გამდიდრება ალუმინში.