Giải thích về chuẩn hóa – Định nghĩa, Quy trình và Lợi ích
Ngành công nghiệp sản xuất sử dụng các quy trình xử lý nhiệt để cải thiện tính chất cơ học của vật liệu. Tùy thuộc vào các thuộc tính mong muốn, chúng ta có thể chọn từ các quy trình như ủ , chuẩn hóa, ủ, ..
Trong bài viết này, chúng ta hãy xem xét quá trình bình thường hóa. Hãy để chúng tôi bắt đầu bằng cách hiểu nó là gì.
Bình thường hóa là gì?
Bình thường hóa là một quá trình xử lý nhiệt , trong đó chúng ta nung nóng kim loại đến nhiệt độ xác định trước, giữ nó ở đó trong một thời gian nhất định, sau đó làm nguội nó trở lại nhiệt độ phòng trong không khí (hoặc khí).
Quá trình gây ra sự kết tinh lại của cấu trúc vi mô vật chất. Cấu trúc vi mô mới mang lại một loạt lợi ích như tăng độ dẻo, tăng độ dẻo dai và giảm độ cứng.
Trong các ứng dụng cần các thuộc tính này, chuẩn hóa là một cách tương đối nhanh chóng và giá cả phải chăng để đạt được chúng.
Khi nào chuẩn hóa được sử dụng?
Bình thường hóa xuất phát từ từ bình thường hóa có nghĩa là trở lại bình thường. Do đó, chuẩn hóa thường được thực hiện sau khi quá trình chế tạo kim loại đã khiến vật liệu thay đổi tính chất của nó.
Ví dụ, các quy trình chế tạo như dập, rèn, cán nóng, hàn và đúc có thể khiến vật liệu phát triển các ứng suất nhiệt và cơ học đáng kể. Kim loại cũng có thể trở nên quá cứng.
Bình thường hóa cho phép cấu trúc hạt sắp xếp lại theo cách hợp lý hơn nhiều, đưa kim loại trở lại gần với các đặc tính ban đầu của nó.
Nếu vật liệu phải trải qua quá trình xử lý tiếp theo, việc chuẩn hóa có thể cải thiện khả năng gia công của nó. Nhưng thường hóa cũng có thể là quá trình cuối cùng để khôi phục một số tính chất nhất định cho hợp kim kim loại trước khi đưa vào sử dụng.
Bình thường hóa cũng được sử dụng khi có những hạn chế về ngân sách. Bởi vì quá trình chuẩn hóa liên quan đến việc làm mát vật liệu trong không khí, quá trình này cần ít thời gian nung hơn nên rẻ hơn so với quá trình ủ và ram . Chúng ta có thể tắt lò sau khi đã tăng nhiệt độ và ngâm vật liệu trong thời gian cần thiết.
Ngoài ra, đối với các loại thép kỹ thuật như thép hợp kim thấp và thép nhẹ , sự cải thiện về tính chất là giống hệt nhau đối với quá trình ủ và chuẩn hóa. Nên thận trọng khi sử dụng chuẩn hóa trong những trường hợp như vậy do chi phí thấp hơn.
Sự khác biệt lớn hơn khi so sánh hiệu ứng ủ và chuẩn hóa đối với thép carbon trung bình (0,3 đến 0,5% C). Nhưng ngay cả đối với những loại thép này, chúng ta có thể thay thế tôi + ram bằng ủ để có lợi về chi phí.
Trong hầu hết các trường hợp, chuẩn hóa là đủ nếu các thành phần không chịu tải nặng.
Quá trình bình thường hóa
Quá trình bình thường hóa có ba giai đoạn:
1) Giai đoạn phục hồi
Trong giai đoạn phục hồi, chúng tôi tăng nhiệt độ của vật liệu đến điểm mà cấu trúc hạt không đồng nhất hiện có trải qua quá trình sàng lọc. Ở giai đoạn này, quá trình giảm căng thẳng xảy ra do sưởi ấm.
Kim loại được nung nóng thêm trên nhiệt độ đông cứng, nơi nó bước vào giai đoạn tiếp theo.
2) Giai đoạn kết tinh lại
Giai đoạn này bắt đầu khi nhiệt độ của kim loại vượt qua nhiệt độ kết tinh lại. Nhiệt độ cao hơn khoảng 30-50 độ C so với nhiệt độ tới hạn trên (Ac3 hoặc Acm).
Điều này cao hơn nhiệt độ ủ và ủ. Phạm vi nằm trong khoảng 780 – 950 độ C tùy thuộc vào hàm lượng carbon của thép.
Những thay đổi trong cấu trúc tinh thể của kim loại diễn ra ở giai đoạn này. Các cấu trúc không mong muốn như bainite và cacbua tiêu tan khỏi vật liệu. cấu trúc austenit mới được hình thành. Các hạt austenit có kích thước nhỏ hơn các hạt ferritic trước đó.
Kim loại được giữ ở nhiệt độ này trong một thời gian. Phần này của quá trình còn được gọi là ngâm.
3) Giai đoạn sinh trưởng của hạt
Giai đoạn này xảy ra khi vật liệu được làm lạnh từ nhiệt độ kết tinh lại đến nhiệt độ phòng trong không khí. Các hạt mới hình thành trưởng thành hoàn toàn trong giai đoạn này. Các tính chất cơ học cuối cùng bị ảnh hưởng bởi cách làm mát xảy ra.
Làm nguội càng nhanh, sản phẩm cuối cùng sẽ càng cứng. Tốc độ làm mát trong bình thường hóa nhanh hơn ủ do vật liệu được làm mát bằng không khí. Đây là lý do tại sao thép thường hóa có độ cứng cao hơn so với thép ủ. Phân tích kích thước thép cũng ảnh hưởng đến độ cứng cuối cùng. Đối với hầu hết các loại thép, độ cứng cuối cùng sau khi chuẩn hóa nằm trong khoảng từ 100 HB đến 250 HB.
Lợi ích của việc bình thường hóa
Bình thường hóa cung cấp các lợi ích sau:
- Tăng độ dẻo
- Giảm độ cứng trong hầu hết các trường hợp. Nhưng chúng ta cũng có thể sử dụng chuẩn hóa để tăng độ cứng cuối cùng tùy thuộc vào độ cứng ban đầu của vật liệu.
- Làm giảm căng thẳng nội bộ
- Giá cả phải chăng hơn so với các quy trình khác
- Yêu cầu ít thời gian hơn
- Bề mặt hoàn thiện tốt hơn các bộ phận ủ
- bảo vệ chống ăn mòn
CÔNG TY CỔ PHẦN DIMEC
Hotline: 0966.92.0404
Email: info@dimec.vn
Website: dimec.vn
Trụ sở chính: Số 285 Phúc Lợi, P. Phúc Lợi, Q. Long Biên, TP. Hà Nội
CN Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, đường Nguyễn Sinh Sắc, P. Hòa
