RAZLIKA IZMEĐU BK, GBK, BKS, NBK U ČELIKU.

RAZLIKA IZMEĐU BK, GBK, BKS, NBK U ČELIKU.

SAŽETAK:

Žarenje i normalizacija čelika su dva uobičajena procesa toplinske obrade.
Svrha preliminarne toplinske obrade: otkloniti neke nedostatke u zalihama i poluproizvodima, te pripremiti organizaciju za naknadnu hladnu obradu i završnu toplinsku obradu.
Konačna svrha toplinske obrade: postići potrebne performanse obratka.
Svrha žarenja i normalizacije je otklanjanje određenih nedostataka uzrokovanih vrućom obradom čelika, odnosno priprema za naknadno rezanje i završnu toplinsku obradu.

 Žarenje čelika:
1. Koncept: Proces toplinske obrade zagrijavanja čeličnih dijelova na odgovarajuću temperaturu (iznad ili ispod Ac1), zadržavanja u određenom vremenskom razdoblju, a zatim polaganog hlađenja kako bi se dobila struktura blizu ravnoteže naziva se žarenje.
2. Svrha:
(1) Smanjite tvrdoću i poboljšajte plastičnost
(2) Rafinirati zrna i ukloniti strukturne nedostatke
(3) Uklonite unutarnji stres
(4) Pripremite organizaciju za gašenje
Vrsta: (Prema temperaturi zagrijavanja, može se podijeliti na žarenje iznad ili ispod kritične temperature (Ac1 ili Ac3). Prvi se također naziva rekristalizacijsko žarenje s promjenom faze, uključujući potpuno žarenje, difuzijsko žarenje homogenizacijsko žarenje, nepotpuno žarenje i sferoidizirajuće žarenje; Potonje uključuje rekristalizacijsko žarenje i žarenje za ublažavanje naprezanja.)

•  Potpuno žarenje (GBK+A):

1) Koncept: Zagrijati hipoeutektoidni čelik (Wc=0,3%~0,6%) na AC3+(30~50)℃, a nakon što je potpuno austenitiziran, očuvanje topline i sporo hlađenje (praćenje peći, zakapanje u pijesak, vapno), Proces toplinske obrade kako bi se dobila struktura bliska ravnotežnom stanju naziva se potpuno žarenje.2) Svrha: Rafinirati zrna, ujednačena struktura, eliminirati unutarnje naprezanje, smanjiti tvrdoću i poboljšati performanse rezanja.
2) Proces: potpuno žarenje i polagano hlađenje u peći može osigurati taloženje proeutektoidnog ferita i transformaciju superohlađenog austenita u perlit u glavnom temperaturnom rasponu ispod Ar1.Vrijeme držanja obratka na temperaturi žarenja ne samo da čini da izradak izgori, odnosno da jezgra izratka postigne potrebnu temperaturu zagrijavanja, već također osigurava da se sav homogenizirani austenit vidi kako bi se postigla potpuna rekristalizacija.Vrijeme držanja potpunog žarenja povezano je s čimbenicima kao što su sastav čelika, debljina obratka, nosivost peći i način punjenja peći.U stvarnoj proizvodnji, kako bi se poboljšala produktivnost, žarenje i hlađenje na oko 600 ℃ može biti izvan peći i hlađenje zrakom.
Područje primjene: lijevanje, zavarivanje, kovanje i valjanje srednjeg ugljičnog čelika i srednjeg ugljičnog legiranog čelika, itd. Napomena: Čelik s niskim udjelom ugljika i hipereutektoidni čelik ne smije se u potpunosti žariti.Tvrdoća niskougljičnog čelika je niska nakon potpunog žarenja, što nije pogodno za obradu rezanja.Kada se hipereutektoidni čelik zagrije do austenitnog stanja iznad Accm i polagano ohladi i žari, taloži se mreža sekundarnog cementita, što značajno smanjuje čvrstoću, plastičnost i udarnu žilavost čelika.

• Sferoidizirajuće žarenje:

1) Koncept: Proces žarenja za sferoidizaciju karbida u čeliku naziva se sferoidizirajuće žarenje.
2) Proces: Opći proces sferoidizirajućeg žarenja Ac1+(10~20)℃ se hladi u peći na 500~600℃ uz zračno hlađenje.
3) Svrha: smanjiti tvrdoću, poboljšati organizaciju, poboljšati plastičnost i performanse rezanja.
4) Opseg primjene: uglavnom se koristi za rezne alate, mjerne alate, kalupe, itd. od eutektoidnog čelika i hipereutektoidnog čelika.Kada hipereutektoidni čelik ima mrežu sekundarnog cementita, on ne samo da ima visoku tvrdoću i teško ga je izvesti, već također povećava lomljivost čelika, koji je sklon gašenju deformacija i pucanja.Zbog toga se nakon vruće obrade čelika mora dodati proces sferoidizirajućeg žarenja kako bi se infiltrat ljuskica sferoidizirao u mrežastom sekundarnom cementitu i perlitu kako bi se dobio granulirani perlit.
Brzina hlađenja i izotermna temperatura također će utjecati na učinak karbidne sferoidizacije.Velika brzina hlađenja ili niska izotermna temperatura će uzrokovati stvaranje perlita na nižoj temperaturi.Čestice karbida su previše fine, a učinak agregacije je mali, što olakšava stvaranje ljuskastih karbida.Kao rezultat toga, tvrdoća je visoka.Ako je brzina hlađenja prespora ili je izotermna temperatura previsoka, formirane čestice karbida bit će grublje i aglomeracijski učinak će biti vrlo jak.Lako je formirati granulirane karbide različite debljine i učiniti tvrdoću niskom.

•  Homogenizacijsko žarenje (difuzijsko žarenje):

1) Proces: Proces toplinske obrade zagrijavanja ingota ili odljevaka od legiranog čelika na 150 ~ 00 ℃ iznad Ac3, držanje 10 ~ 15 h, a zatim polagano hlađenje kako bi se uklonio neujednačen kemijski sastav.
2) Svrha: Eliminirati segregaciju dendrita tijekom kristalizacije i homogenizirati sastav.Zbog visoke temperature zagrijavanja i dugog vremena, zrna austenita će biti jako gruba.Stoga je općenito potrebno izvršiti potpuno žarenje ili normalizaciju kako bi se pročistila zrna i uklonili nedostaci pregrijavanja.
3) Opseg primjene: uglavnom se koristi za ingote, odljevke i otkovke od legiranog čelika s visokim zahtjevima kvalitete.
4) Napomena: Visokotemperaturno difuzijsko žarenje ima dug proizvodni ciklus, veliku potrošnju energije, ozbiljnu oksidaciju i razugljičenje obratka i visoku cijenu.Samo neki visokokvalitetni legirani čelici i odljevci od legiranog čelika i čelični ingoti s jakom segregacijom koriste ovaj proces.Za odljevke s malim općim veličinama ili odljevke od ugljičnog čelika, zbog njihovog manjeg stupnja segregacije, može se koristiti potpuno žarenje za pročišćavanje zrna i uklanjanje naprezanja odljevka.

• Žarenje za ublažavanje stresa

1) Koncept: žarenje radi uklanjanja naprezanja uzrokovanog obradom plastične deformacije, zavarivanjem itd. i zaostalog naprezanja u odljevku naziva se žarenje za ublažavanje naprezanja.(Ne dolazi do izobličenja tijekom žarenja za ublažavanje naprezanja)
2) Proces: polako zagrijte radni komad na 100~200℃ (500~600℃) ispod Ac1 i držite ga određeno vremensko razdoblje (1~3h), zatim ga polako ohladite na 200℃ u peći, a zatim ohladite to iz peći.
Čelik je općenito 500～600 ℃
Lijevano željezo općenito prelazi 550 kopči na 500-550 ℃, što će lako uzrokovati grafitizaciju perlita.Dijelovi za zavarivanje su općenito 500～600 ℃.
3) Opseg primjene: Uklonite zaostalo naprezanje u lijevanim, kovanim, zavarenim dijelovima, hladno utisnutim dijelovima i obrađenim obradacima kako biste stabilizirali veličinu čeličnih dijelova, smanjili deformaciju i spriječili pucanje.

Normalizacija čelika:
1. Koncept: zagrijavanje čelika na 30-50°C iznad Ac3 (ili Accm) i zadržavanje odgovarajućeg vremena;proces toplinske obrade hlađenja u mirnom zraku naziva se normalizacija čelika.
2. Svrha: Rafinirati zrno, ujednačenu strukturu, prilagoditi tvrdoću, itd.
3. Organizacija: Eutektoidni čelik S, hipoeutektoidni čelik F+S, hipereutektoidni čelik Fe3CⅡ+S
4. Proces: Normaliziranje vremena očuvanja topline je isto kao i potpuno žarenje.Trebalo bi se temeljiti na izratku kroz izgaranje, odnosno da jezgra postigne potrebnu temperaturu zagrijavanja, a također treba uzeti u obzir čimbenike kao što su čelik, izvorna struktura, kapacitet peći i oprema za grijanje.Najčešće korištena normalizirajuća metoda hlađenja je vađenje čelika iz peći za grijanje i prirodno hlađenje na zraku.Za velike dijelove, puhanje, prskanje i podešavanje razmaka slaganja čeličnih dijelova također se mogu koristiti za kontrolu brzine hlađenja čeličnih dijelova kako bi se postigla potrebna organizacija i performanse.

5. Raspon primjene:

• 1) Poboljšajte učinak rezanja čelika.Ugljični čelik i niskolegirani čelik s udjelom ugljika manjim od 0,25% imaju manju tvrdoću nakon žarenja, te se lako “zalijepe” tijekom rezanja.Normalizirajućim tretmanom može se reducirati slobodni ferit i dobiti perlit u pahuljicama.Povećanje tvrdoće može poboljšati obradivost čelika, povećati vijek trajanja alata i završnu obradu izratka.
• 2) Uklonite nedostatke termičke obrade.Odljevci od srednjeg ugljičnog konstrukcijskog čelika, otkovci, dijelovi za valjanje i zavareni dijelovi skloni su pregrijavanju defekta i trakastih struktura kao što su krupna zrna nakon zagrijavanja.Normalizirajućim tretmanom ove defektne strukture mogu se eliminirati, te postići svrha pročišćavanja zrna, ujednačene strukture i eliminacije unutarnjeg naprezanja.
• 3) Uklonite mrežne karbide hipereutektoidnog čelika, olakšavajući sferoidizirajuće žarenje.Hipereutektoidni čelik treba biti sferoidiziran i žaren prije gašenja kako bi se olakšala strojna obrada i pripremila struktura za kaljenje.Međutim, kada postoje ozbiljni mrežasti karbidi u hipereutektoidnom čeliku, neće se postići dobar učinak sferoidizacije.Neto karbid se može eliminirati normaliziranjem tretmana.
• 4) Poboljšati mehanička svojstva uobičajenih strukturnih dijelova.Neki dijelovi od ugljičnog čelika i legiranog čelika s malim naprezanjem i zahtjevima niskih performansi normalizirani su kako bi se postigle određene sveobuhvatne mehaničke performanse, koje mogu zamijeniti kaljenje i kaljenje kao završnu toplinsku obradu dijelova.

Izbor žarenja i normalizacije
Glavna razlika između žarenja i normalizacije:
1. Brzina hlađenja normalizacije je nešto brža od žarenja, a stupanj podhlađenja je veći.
2. Struktura dobivena nakon normalizacije je finija, a čvrstoća i tvrdoća su veće od one kod žarenja.Izbor žarenja i normalizacije:

• Za čelik s niskim udjelom ugljika s udjelom ugljika <0,25%, obično se umjesto žarenja koristi normalizacija.Budući da veća brzina hlađenja može spriječiti niskougljični čelik da istaloži slobodni tercijarni cementit duž granice zrna, čime se poboljšava učinak hladne deformacije dijelova za štancanje;normalizacija može poboljšati tvrdoću čelika i učinak rezanja niskougljičnog čelika;U procesu toplinske obrade, normalizacija se može koristiti za pročišćavanje zrna i poboljšanje čvrstoće niskougljičnog čelika.
• Srednji ugljični čelik s udjelom ugljika između 0,25 i 0,5% također se može normalizirati umjesto žarenja.Iako je tvrdoća srednjeg ugljičnog čelika blizu gornje granice sadržaja ugljika veća nakon normalizacije, još uvijek se može smanjiti i trošak normalizacije Niska i visoka produktivnost.
• Čelik s udjelom ugljika između 0,5 i 0,75%, zbog visokog udjela ugljika tvrdoća je nakon normalizacije znatno veća od tvrdoće kod žarenja, te se teško reže.Stoga se potpuno žarenje općenito koristi za smanjenje tvrdoće i poboljšanje rezanja.Mogućnost obrade.
• Visokougljični čelici ili alatni čelici s udjelom ugljika >0,75% općenito koriste sferoidizirajuće žarenje kao preliminarnu toplinsku obradu.Ako postoji mreža sekundarnog cementita, prvo je treba normalizirati.

Izvor:Stručna literatura za strojarstvo.

Urednik: Ali