Normalizing ของเหล็ก

เนื่องจากวัสดุที่ใช้สำหรับโครงการใดๆ มีคุณสมบัติทางกลที่ถูกต้องสำหรับการใช้งานเฉพาะ กระบวนการบำบัดความร้อนจึงมักใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลของโลหะ ซึ่งเป็นหนึ่งในกระบวนการบำบัดความร้อนทั่วไปที่กำลังทำให้เป็นมาตรฐาน ในกระบวนการบำบัดด้วยความร้อนด้วยเฟอร์ริติก การทำให้เป็นมาตรฐานสามารถทำให้เหล็กโลหะผสมที่มีธาตุเหล็กมีความเหนียวและเหนียวมากขึ้น สิ่งนี้ทำได้หลังจากชิ้นส่วนผ่านกระบวนการชุบแข็งด้วยความร้อน เปลวไฟที่ทำให้อุณหภูมิปกติทำให้เหล็กร้อนถึงอุณหภูมิสูง แล้วค่อยๆ เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง การทำความร้อนและการระบายความร้อนช้าจะเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของเหล็ก ซึ่งจะช่วยลดความแข็งและเพิ่มความเหนียวของเหล็ก

การทำให้เป็นมาตรฐานเกิดขึ้นเมื่อกระบวนการอื่นลดความเหนียวและเพิ่มความแข็งของชิ้นส่วนเหล็กกล เนื่องจากการทำให้เป็นมาตรฐานจะเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคให้เป็นโครงสร้างที่ยืดหยุ่นมากขึ้น โลหะจึงขึ้นรูปได้ง่ายขึ้น ง่ายต่อการตัดเฉือน และลดความเครียดตกค้างภายในวัสดุที่อาจนำไปสู่ความล้มเหลวที่ไม่คาดคิด

อะไรคือความแตกต่างระหว่างการหลอมและการทำให้เป็นมาตรฐาน?

การทำให้เป็นมาตรฐานนั้นคล้ายกันมากกับการหลอมซึ่งทั้งสองเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่โลหะให้สูงกว่าหรือสูงกว่าอุณหภูมิการตกผลึกของโลหะนั้น และปล่อยให้เย็นลงอย่างช้าๆ เพื่อสร้างโครงสร้างจุลภาคที่ค่อนข้างเหนียว ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการหลอมและการทำให้เป็นมาตรฐานคือการหลอมช่วยให้วัสดุเย็นลงในอัตราที่ควบคุมได้ในเตาหลอม การทำให้เป็นมาตรฐานสามารถทำให้เย็นลงได้โดยการวางวัสดุไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิห้องและปล่อยให้สัมผัสกับอากาศในสภาพแวดล้อมนั้น

ความแตกต่างนี้หมายความว่าการทำให้เป็นมาตรฐานจะมีอัตราการเย็นตัวเร็วกว่าการหลอม อัตราการระบายความร้อนที่เร็วขึ้นส่งผลให้มีความเหนียวน้อยกว่าเล็กน้อยและมีค่าความแข็งสูงกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับวัสดุที่ผ่านการอบอ่อน การทำให้เป็นมาตรฐานโดยทั่วไปจะมีราคาถูกกว่าการหลอมเนื่องจากไม่ต้องการเวลาของเตาเผาเพิ่มเติมในระหว่างการทำความเย็น

กระบวนการทำให้เป็นมาตรฐาน

กระบวนการมาตรฐานแบ่งออกเป็นสามขั้นตอนหลัก

ระยะพักฟื้น

ขั้นตอนการตกผลึกใหม่

ขั้นตอนการปลูกข้าว

ระยะพักฟื้น

ในระหว่างขั้นตอนการกู้คืนจะใช้เตาเผาหรืออุปกรณ์ทำความร้อนประเภทอื่นเพื่อเพิ่มวัสดุให้มีอุณหภูมิที่คลายความเครียดภายใน

ขั้นตอนการตกผลึกใหม่

ในระหว่างขั้นตอนการตกผลึกใหม่ วัสดุจะถูกให้ความร้อนเหนืออุณหภูมิการตกผลึกใหม่ แต่ต่ำกว่าอุณหภูมิหลอมเหลว ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของธัญพืชใหม่โดยไม่มีความเครียดที่มีอยู่ก่อน

ขั้นตอนการปลูกข้าว

ในระหว่างกระบวนการเจริญเติบโตของเมล็ดพืช เมล็ดพืชใหม่จะได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่ การเจริญเติบโตนี้ถูกควบคุมโดยปล่อยให้วัสดุเย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้องโดยการสัมผัสกับอากาศ ผลลัพธ์ของการทำสามขั้นตอนนี้ให้เสร็จสิ้นคือวัสดุที่มีความเหนียวสูงและความแข็งลดลง การดำเนินการที่ตามมาซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลเพิ่มเติมในบางครั้งอาจดำเนินการหลังจากกระบวนการทำให้เป็นมาตรฐาน

รายละเอียดกระบวนการ

ในระหว่างการทำให้เป็นมาตรฐาน วัสดุจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิโดยประมาณเท่ากับอุณหภูมิการชุบแข็ง (800-920 องศา ) ที่อุณหภูมินี้ เมล็ดออสเทนไนต์จะก่อตัวขึ้นใหม่ เมล็ดออสเทนไนต์มีขนาดเล็กกว่าเมล็ดเฟอร์ไรท์รุ่นก่อนมาก หลังจากให้ความร้อนและแช่ตัวในระยะสั้น ส่วนประกอบจะปล่อยให้เย็นลงในอากาศ (แก๊ส) ได้ฟรี ในระหว่างกระบวนการทำความเย็น เกรนเฟอร์ไรต์จะเกิดขึ้นใหม่และขนาดของเกรนจะได้รับการขัดเกลาเพิ่มเติม ในบางกรณี ทั้งการให้ความร้อนและความเย็นจะดำเนินการภายใต้ก๊าซป้องกันเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดออกซิเดชันและการแยกคาร์บอน

โลหะใดบ้างที่สามารถทำให้เป็นมาตรฐานได้?

โลหะผสมหลายชนิดสามารถทำให้เป็นมาตรฐานได้ รวมถึง: โลหะผสมที่มีธาตุเหล็ก (เหล็กกล้าเครื่องมือ เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าไร้สนิม และเหล็กหล่อ) โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นองค์ประกอบหลัก ทองแดง ทองเหลือง และอลูมิเนียม นอกจากนี้ การปรับสภาพให้เป็นมาตรฐานส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการทำให้โครงสร้างของเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าที่มีโลหะผสมต่ำเป็นมาตรฐานหลังจากการตีขึ้นรูป การรีดร้อน หรือการหล่อ ความแข็งที่ได้รับหลังจากการทำให้เป็นมาตรฐานจะขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์ขนาดเหล็กและอัตราการหล่อเย็นที่ใช้ (ประมาณ 100-250 HB)

ประโยชน์

หลังจากการตีขึ้นรูป การรีดร้อน หรือการหล่อ โครงสร้างจุลภาคของเหล็กมักจะมีความแตกต่างกัน ซึ่งประกอบด้วยเมล็ดพืชขนาดใหญ่และส่วนประกอบโครงสร้างที่ไม่ต้องการ เช่น ไบไนต์และคาร์ไบด์ โครงสร้างจุลภาคนี้ส่งผลเสียต่อคุณสมบัติทางกลของเหล็กตลอดจนความสามารถในการแปรรูป ด้วยการทำให้เป็นมาตรฐาน เหล็กจะได้โครงสร้างที่ละเอียดยิ่งขึ้นพร้อมคุณสมบัติที่คาดการณ์ได้และความสามารถในการแปรรูป

การใช้งานทั่วไปของการทำให้เป็นมาตรฐาน

Normalizing ใช้สำหรับวัสดุต่าง ๆ มากมายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ตัวอย่างเช่น การปั๊มขึ้นรูปเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติกในอุตสาหกรรมยานยนต์สามารถกำหนดมาตรฐานได้หลังจากการชุบแข็งระหว่างกระบวนการขึ้นรูป โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์สามารถกำหนดมาตรฐานได้หลังจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคทางความร้อนที่เกิดขึ้นหลังการเชื่อม เหล็กกล้าคาร์บอนสามารถทำให้เป็นมาตรฐานได้หลังจากการรีดเย็นเพื่อลดความเปราะบางที่เกิดจากงานชุบแข็ง