Bình thường hóa thép là gì?

 

Bình thường hóa théplà một quy trình xử lý nhiệt-được sử dụng để tinh chỉnh cấu trúc hạt, cải thiện tính chất cơ học và giảm ứng suất bên trong do rèn, cán, hàn hoặc các hoạt động sản xuất khác. Thép được nung nóng trên nhiệt độ biến đổi tới hạn, được giữ cho đến khi cấu trúc trở nên đồng nhất, và sau đólàm nguội trong không khí tĩnh.

 

Chuẩn hóa được sử dụng rộng rãi chothép cacbon, thép hợp kim thấp{0}}, vật rèn, tấm, ống và phụ kiện, đặc biệt khi cần có cấu trúc vi mô đồng nhất hơn và độ bền-cân bằng độ dẻo dai tốt hơn.

 

 

Quá trình bình thường hóa thường bao gồm ba bước:

• sưởi ấm– Đun nóng thép đến nhiệt độ trên phạm vi biến đổi tới hạn của nó.
• ngâm– Giữ vật liệu ở nhiệt độ đủ lâu để toàn bộ-mặt cắt ngang đạt đến nhiệt độ tương đối đồng đều và hoàn thành quá trình biến đổi pha cần thiết.
• Làm mát không khí– Lấy thép ra khỏi lò và để nguội trong không khí tĩnh.

 

Không giốngủ, thường liên quan đến việc làm mát lò chậm, việc chuẩn hóa sử dụng làm mát bằng không khí. Vì vậy, thép thường hóa thường cósức mạnh và độ cứng cao hơnhơn thép ủ hoàn toàn.

 

 

Nhiệt độ chuẩn hóa điển hình

Đối với nhiều loại thép cacbon và hợp kim thấp{0}}, nhiệt độ chuẩn hóa là khoảng:

Ac₃ + 30–50 độ

Đối với thép siêu cùng tích, nhiệt độ được chọn tương ứng với nhiệt độ biến đổi tới hạn thích hợp, thường ở khoảng:

Ac₁ + 30–50 độ

 

Mẹo bình thường hóa quy trình

Đối với các phần dày hơn, nơi làm mát bằng không khí dẫn đến chuyển đổi không đồng đều, việc giám sát chặt chẽ thời gian ngâm và sử dụng buồng làm mát có kiểm soát hoặc làm mát bằng không khí-bắt buộc sẽ giúp đạt được các đặc tính cơ học nhất quán.

 

 

Bởi vì vật liệu được sử dụng cho bất kỳ dự án nào đều có các đặc tính cơ học chính xác cho một ứng dụng cụ thể nên các quy trình xử lý nhiệt thường được sử dụng để thay đổi các tính chất cơ học của kim loại, một trong những quy trình xử lý nhiệt phổ biến hơn là chuẩn hóa. Là một quy trình xử lý nhiệt ferit, quá trình chuẩn hóa có thể làm cho thép hợp kim gốc sắt-dẻo và dẻo hơn. Điều này đạt được sau khi bộ phận đã trải qua quá trình đông cứng bằng nhiệt. Ngọn lửa chuẩn hóa làm nóng thép đến nhiệt độ cao, sau đó nguội dần đến nhiệt độ phòng. Gia nhiệt và làm nguội chậm làm thay đổi cấu trúc vi mô của thép, do đó làm giảm độ cứng và tăng độ dẻo của thép.

 

Bình thường hóa xảy ra khi một quá trình khác làm giảm độ dẻo và tăng độ cứng của bộ phận thép cơ khí. Bởi vì quá trình chuẩn hóa biến đổi cấu trúc vi mô thành cấu trúc dẻo hơn, kim loại dễ tạo hình hơn, dễ gia công hơn và giảm ứng suất dư bên trong vật liệu có thể dẫn đến hư hỏng không mong muốn.

 

 

 

 

Xử lý nhiệt	sưởi ấm	làm mát	Mục tiêu chính	Kết quả điển hình
Bình thường hóa	Trên phạm vi quan trọng	Không khí	Tinh chế/đồng nhất hạt	Độ bền/độ cứng vừa phải
Ủ đầy đủ	Trên phạm vi quan trọng	Lò nung/rất chậm	Làm mềm tối đa	Độ bền thấp hơn, độ dẻo cao
Làm nguội	Austenit hóa	Nước/dầu/polymer/khí	Sản xuất các sản phẩm biến đổi cứng	Độ cứng/cường độ cao
ủ	Dưới nhiệt độ tới hạn	Làm mát có kiểm soát	Giảm độ giòn / căng thẳng	Độ dẻo dai tốt hơn
Giảm căng thẳng	Dưới mức chuyển đổi quan trọng	Làm mát có kiểm soát	Giảm ứng suất dư	Thay đổi cấu trúc vi mô hạn chế

 

Sự khác biệt giữa ủ và bình thường hóa là gì?

Quá trình chuẩn hóa rất giống với quá trình ủ ở chỗ cả hai đều liên quan đến việc nung kim loại bằng hoặc cao hơn nhiệt độ kết tinh lại của nó và cho phép nó nguội từ từ để tạo ra cấu trúc vi mô tương đối dẻo. Sự khác biệt chính giữa ủ và thường hóa là ủ cho phép vật liệu nguội ở tốc độ được kiểm soát trong lò. Quá trình chuẩn hóa có thể được làm mát bằng cách đặt vật liệu trong môi trường nhiệt độ phòng và cho nó tiếp xúc với không khí trong môi trường đó.

 

Sự khác biệt này có nghĩa là quá trình chuẩn hóa có tốc độ làm nguội nhanh hơn quá trình ủ. Tốc độ làm nguội nhanh hơn dẫn đến giá trị độ dẻo kém hơn một chút và độ cứng cao hơn một chút so với khi vật liệu đã được ủ. Việc chuẩn hóa thường ít tốn kém hơn so với ủ vì nó không cần thêm thời gian nung trong quá trình làm mát.

 

 

 

 

Quá trình tiêu chuẩn hóa được chia thành ba giai đoạn chính.

 

Giai đoạn phục hồi

Giai đoạn kết tinh lại

Giai đoạn phát triển hạt

Giai đoạn phục hồi

 

Trong giai đoạn phục hồi, lò nung hoặc loại thiết bị gia nhiệt khác được sử dụng để nâng vật liệu lên nhiệt độ mà tại đó ứng suất bên trong của nó được giảm bớt.

 

 

Giai đoạn kết tinh lại

Trong giai đoạn kết tinh lại, vật liệu được nung nóng trên nhiệt độ kết tinh lại nhưng dưới nhiệt độ nóng chảy. Điều này dẫn đến việc hình thành các hạt mới mà không có-áp lực nào tồn tại từ trước.

 

Giai đoạn trồng ngũ cốc

Trong quá trình sinh trưởng của hạt, các hạt mới được phát triển đầy đủ. Sự tăng trưởng này được kiểm soát bằng cách cho phép vật liệu nguội đến nhiệt độ phòng bằng cách tiếp xúc với không khí. Kết quả của việc hoàn thành ba công đoạn này là vật liệu có độ dẻo cao hơn và độ cứng giảm đi. Các hoạt động tiếp theo có thể làm thay đổi thêm các tính chất cơ học đôi khi được thực hiện sau quá trình chuẩn hóa.

 

Chi tiết quy trình

Trong quá trình chuẩn hóa, vật liệu được nung nóng đến nhiệt độ xấp xỉ bằng nhiệt độ đông cứng (800-920 độ). Ở nhiệt độ này các hạt austenite mới được hình thành. Các hạt austenite nhỏ hơn nhiều so với các hạt ferit trước đây. Sau khi gia nhiệt và ngâm trong thời gian ngắn, các bộ phận sẽ tự do nguội trong không khí (khí). Trong quá trình làm mát, các hạt ferit mới được hình thành và kích thước hạt được tinh chế thêm. Trong một số trường hợp, cả quá trình gia nhiệt và làm mát đều được thực hiện dưới khí bảo vệ để tránh quá trình oxy hóa và khử cacbon.

 

 

 

Những kim loại nào có thể được bình thường hóa?

Nhiều loại hợp kim có thể được chuẩn hóa, bao gồm: hợp kim dựa trên sắt-(thép công cụ, thép cacbon, thép không gỉ và gang), hợp kim dựa trên niken-, đồng, đồng thau và nhôm. Ngoài ra, chuẩn hóa chủ yếu được sử dụng để chuẩn hóa cấu trúc của thép cacbon và thép hợp kim thấp sau khi rèn, cán nóng hoặc đúc. Độ cứng thu được sau khi chuẩn hóa phụ thuộc vào phân tích kích thước thép và tốc độ làm nguội được sử dụng (khoảng 100-250 HB).

 

Lợi ích bình thường hóa thép

Sau khi rèn, cán nóng hoặc đúc, cấu trúc vi mô của thép thường không đồng nhất, bao gồm các hạt lớn và các thành phần cấu trúc không mong muốn như bainite và cacbua. Cấu trúc vi mô này ảnh hưởng tiêu cực đến tính chất cơ học của thép cũng như khả năng gia công. Bằng cách chuẩn hóa, thép có thể có được cấu trúc đồng nhất-mịn hơn với các đặc tính và khả năng gia công có thể dự đoán được.

 

Tại sao thép được bình thường hóa?

• Tinh chế hạt thô
• Cải thiện sức mạnh và độ dẻo dai
• Tạo ra một cấu trúc vi mô đồng nhất hơn
• Giảm căng thẳng nội bộ
• Cải thiện khả năng gia công
• Đồng nhất cấu trúc sau khi rèn hoặc cán
• Chuẩn bị thép cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo
• Cải thiện sự ổn định kích thước

 

Các ứng dụng phổ biến của việc chuẩn hóa

Chuẩn hóa được sử dụng cho nhiều loại vật liệu khác nhau trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Ví dụ, các tấm dập bằng thép không gỉ ferit trong ngành công nghiệp ô tô có thể được tiêu chuẩn hóa sau khi tôi cứng lại trong quá trình tạo hình của chúng. Hợp kim gốc niken-trong ngành công nghiệp hạt nhân có thể được tiêu chuẩn hóa sau những thay đổi vi cấu trúc nhiệt xảy ra sau khi hàn. Thép carbon có thể được chuẩn hóa sau khi cán nguội để giảm độ giòn do quá trình làm cứng.

 

 

Tôi có cần bình thường hóa sau khi ủ không?

Thông thường, không. Ủ và chuẩn hóa đều là các quá trình xử lý nhiệt-nhưng phục vụ các mục đích khác nhau. Nếu thép đã được ủ đúng cách và cấu trúc vi mô thu được đáp ứng các yêu cầu cho hoạt động tiếp theo thì việc chuẩn hóa bổ sung có thể không cần thiết. Việc chuẩn hóa vẫn có thể được sử dụng khi cần có cấu trúc hạt mịn hơn, cường độ cao hơn hoặc cấu trúc vi mô đồng nhất hơn trước khi xử lý tiếp.

 

Việc bình thường hóa có cần thiết trước khi dập tắt không?

Không phải lúc nào cũng vậy. Tuy nhiên, việc chuẩn hóa có thể có lợi trước khi tôi vì nó giúp tinh chế ngũ cốc, đồng nhất cấu trúc vi mô và giảm sự bất thường về cấu trúc. Đối với một số loại thép cacbon và hợp kim-trung bình, việc chuẩn hóa hoặc xử lý điều hòa thích hợp khác có thể cải thiện tính nhất quán của phản ứng dập tắt tiếp theo. Nhu cầu phụ thuộc vào loại thép, lịch sử xử lý trước đó, kích thước mặt cắt và quy trình xử lý nhiệt-được chỉ định.

 

Liệu thép thường hóa có hạt nhỏ hơn?

Nói chung là có. Quá trình chuẩn hóa bao gồm quá trình austenit hóa, sau đó làm mát bằng không khí, thường tạo ra cấu trúc ngọc trai ferrite-mịn hơn và đồng đều hơn so với ủ hoàn toàn. Tuy nhiên, nhiệt độ bình thường hóa quá cao hoặc thời gian giữ quá lâu có thể gây ra sự phát triển của hạt, do đó phải kiểm soát nhiệt độ và thời gian ngâm.

 

Việc ủ có làm cho việc bình thường hóa trở nên không cần thiết không?

Không nhất thiết phải như vậy. Quá trình ủ thường tạo ra cấu trúc mềm hơn, dẻo hơn với các hạt tương đối thô, trong khi quá trình chuẩn hóa thường được sử dụng để thu được các hạt mịn hơn cũng như độ bền và độ cứng cao hơn. Nếu thép ủ đã đáp ứng các đặc tính và cấu trúc vi mô cần thiết thì việc chuẩn hóa có thể không cần thiết; nếu cần hạt mịn hơn hoặc độ bền cao hơn, việc chuẩn hóa vẫn có thể hữu ích.

 

Việc chuẩn hóa có thể ngăn chặn sự biến dạng trong quá trình làm nguội tiếp theo không?

Việc chuẩn hóa có thể làm giảm nguy cơ biến dạng nhưng không thể đảm bảo việc loại bỏ biến dạng-không bị biến dạng. Bằng cách tinh chỉnh và đồng nhất cấu trúc vi mô và giảm sự không đồng nhất về cấu trúc, việc chuẩn hóa có thể làm cho thép phản ứng ổn định hơn trong quá trình tôi. Tuy nhiên, độ biến dạng cũng bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi hình dạng bộ phận, độ dày mặt cắt, ứng suất dư, môi trường tôi, mức độ nghiêm trọng của quá trình tôi và tính đồng nhất của quá trình gia nhiệt/làm mát. Đối với các thành phần quan trọng, việc cố định thích hợp và làm nguội có kiểm soát vẫn rất cần thiết.

 

 

Hỏi: Bình thường hóa thép là gì?
A:Chuẩn hóa là một quy trình-xử lý nhiệt trong đó thép được nung nóng trên nhiệt độ biến đổi tới hạn, ngâm và làm nguội trong không khí tĩnh để tinh chỉnh cấu trúc vi mô và thu được các đặc tính cơ học đồng đều hơn.

 

Hỏi: Sự khác biệt cơ bản giữa quá trình chuẩn hóa và ủ thép là gì?

Đáp: Bình thường hóa liên quan đến việc làm nguội thép trong không khí xung quanh sau khi gia nhiệt, dẫn đến tốc độ làm nguội nhanh hơn, cấu trúc hạt mịn hơn và độ bền cao hơn. Ủ sử dụng quá trình làm nguội lò chậm, có kiểm soát để đạt được độ mềm và độ dẻo tối đa.

 

Câu hỏi: "Việc chuẩn hóa ảnh hưởng như thế nào đến tính chất cơ học và kích thước hạt của thép cacbon-trung bình?"

Bình thường hóa sẽ tinh chỉnh và đồng nhất hóa cấu trúc hạt của thép cacbon-trung bình bằng cách nung nóng nó trên nhiệt độ biến đổi tới hạn rồi làm nguội nó trong không khí tĩnh. So với ủ, quá trình chuẩn hóa thường tạo ra các hạt ngọc trai ferit-mịn hơn, độ bền và độ cứng cao hơn cũng như độ dẻo dai được cải thiện, đồng thời giảm cấu trúc hạt thô-và ứng suất dư.

 

Hỏi: "Phạm vi nhiệt độ điển hình để bình thường hóa thép cacbon và thép hợp kim là gì?"

Quá trình chuẩn hóa thường được thực hiện bằng cách nung thép đến khoảng 30–50 độ (55–90 độ F) trên nhiệt độ biến đổi tới hạn của nó (Ac₃ đối với thép hypoeutectoid), giữ đủ lâu để austenit hóa đồng đều, sau đó làm nguội trong không khí tĩnh. Thép hợp kim có thể yêu cầu nhiệt độ-cụ thể hoặc cao hơn, thường vào khoảng 850–1000 độ (1560–1830 độ F). Nhiệt độ chính xác phải được lựa chọn theo loại thép và đặc điểm kỹ thuật vật liệu áp dụng.

 

Giới thiệu về Công ty TNHH Thiết bị Đường ống Zhengzhou Huitong.

HT PIPE là-nhà cung cấp và xuất khẩu nổi tiếng. Chúng tôi là nhà cung cấp vật liệu hợp kim không gỉ/cacbon/niken có kinh nghiệm xuất khẩu 15+. Chúng tôi không chỉ cung cấp ống, tấm, thanh tròn mà còn cung cấp phụ kiện đường ống, mặt bích, v.v. Hãy liên hệ với chúng tôi để biết thêm thông tin và giá cả miễn phí.

Liên hệ ngay

 

 

✅ ISO 9001:2015

✅ MTC 10204 3.1 3.2

✅100% PMI (Nhận dạng vật liệu tích cực)

✅Kiểm tra siêu âm (Theo ASME VIII)

✅Kiểm tra bên thứ ba-(SGS/BV/DNV/LR)

✅NACE MR0175 / ISO 15156