Нормализация стали: режимы и назначение термической обработки

Нормализация (нормализационный отжиг) углеродистой стали – термическая операция, после которой устраняются крупнозернистые элементы и неровности в структуре металла, появляющиеся в результате литья, прокатки, ковки, штамповки, снижаются внутренние напряжения.

Режимы нормализации стали

Этот вид термообработки подразумевает:

  • нагрев до температур аустенитного состояния, которые несколько ниже температуры закалки;
    непродолжительную выдержку при этой температуре;
  • охлаждение на воздухе.

Определение! Характеристики нормализованных горячекатаных полуфабрикатов во многом зависят от сечения. Чем меньше размер сечения, тем меньше время охлаждения и тем выше прочностные характеристики.



Отличия нормализации от классического полного отжига:

  • охлаждение происходит не в печи, а на воздухе;
  • экономичность, поскольку на нормализацию затрачивается меньше времени и финансов, по сравнению с отжигом;
  • обеспечение полной рекристаллизации, что становится причиной появления благоприятной мелкозернистой структуры, более высокой прочности, твердости и ударной вязкости.

Внимание! С увеличением содержания углерода разница между характеристиками нормализованной и отожженной стали увеличивается. Для марок, содержащих до 0,2% C, предпочтительнее более экономичная нормализация. Для средне- и высокоуглеродистых марок твердость нормализованных сталей гораздо выше отожженных, поэтому в данном случае эти две термические операции не всегда взаимозаменяемы.

Назначение термической обработки

Цель термообработки определяется химическим составом металла и способом его предыдущей обработки.

Для легированных сталей проводят нормализацию в сочетании с высоким отпуском при температурах 650-750°C. Совокупность этих двух операций более эффективна для улучшения структуры металла, по сравнению с полным отжигом. Если отпуск не производить, то твердость после нагрева будет слишком высокой, что затруднит резание.

Для низкоуглеродистых сталей нормализация заменяет отжиг, обеспечивая мелкозернистую структуру, повышенную твердость и производительность при резании, хорошую чистоту реза. Также эта технология используется вместо закалки, проведение которой для стали с низким содержанием углерода исключено.
Нормализованное состояние средне- и высокоуглеродистых сталей отличается более высокой твердостью и прочностью, по сравнению с отожженным.

Для некоторых легированных сталей охлаждение на воздухе заменяет закалку.

Проведение этой термической операции для сталей после горячей прокатки повышает их сопротивляемость хрупкому разрушению.

Для отливок из сталей со средним содержанием углерода нормализация является адекватной альтернативой закалке с высоким отпуском. Механические характеристики несколько ниже, по сравнению с закалкой, но степень деформации значительно меньше, вероятность появления трещин сводится к минимуму.