Cosa significa normalizzare?
La normalizzazione è un trattamento termico che migliora la tenacità dell'acciaio. Dopo aver riscaldato il componente in acciaio a 30~50 °C al di sopra della temperatura Ac3, lo si mantiene caldo per un certo tempo e poi lo si raffredda ad aria fuori dal forno. La caratteristica principale è che la velocità di raffreddamento è più rapida rispetto alla ricottura ma inferiore rispetto alla tempra. Durante la normalizzazione, i grani cristallini dell'acciaio possono essere raffinati con un raffreddamento leggermente più rapido, che non solo consente di ottenere una resistenza soddisfacente, ma anche di migliorare significativamente la tenacità (valore AKV) e di ridurre la tendenza alla criccatura del componente. Dopo la normalizzazione, le proprietà meccaniche complessive di alcune lamiere laminate a caldo in acciaio bassolegato, forgiati in acciaio bassolegato e getti possono essere notevolmente migliorate, così come le prestazioni di taglio.
La normalizzazione ha i seguenti scopi e utilizzi:
① Per l'acciaio ipereutettoidico, la normalizzazione viene utilizzata per eliminare la struttura a grana grossa surriscaldata e la struttura di Widmanstatten di getti, forgiati e saldature, nonché la struttura a bande nei materiali laminati; per affinare i grani; e può essere utilizzata come trattamento di preriscaldamento prima della tempra.
② Per l'acciaio ipereutettoidico, la normalizzazione può eliminare la cementite secondaria della rete e raffinare la perlite, il che non solo migliora le proprietà meccaniche, ma facilita anche la successiva ricottura di sferoidizzazione.
3 Per le lamiere sottili in acciaio imbutite a basso tenore di carbonio, la normalizzazione può eliminare la cementite libera al confine del grano per migliorare le prestazioni di imbutitura.
④ Per gli acciai a basso tenore di carbonio e gli acciai basso tenore di carbonio e basso legati, la normalizzazione può ottenere strutture perlitiche più fini e lamellari, aumentare la durezza a HB140-190, evitare il fenomeno del "coltello incollato" durante il taglio e migliorare la lavorabilità. Per gli acciai a medio tenore di carbonio, in situazioni in cui è possibile utilizzare sia la normalizzazione che la ricottura, la normalizzazione è più economica e conveniente.
⑤ Per l'acciaio strutturale ordinario a medio tenore di carbonio, in situazioni in cui non è necessario che le proprietà meccaniche siano elevate, è possibile utilizzare la normalizzazione al posto della tempra e del rinvenimento ad alta temperatura, che non solo è semplice da utilizzare, ma rende anche stabili la struttura e le dimensioni dell'acciaio.
⑥ La normalizzazione ad alta temperatura (150-200 °C sopra Ac3) può ridurre la segregazione dei componenti di getti e forgiati grazie all'elevata velocità di diffusione ad alte temperature. I grani grossolani dopo la normalizzazione ad alta temperatura possono essere raffinati mediante una successiva seconda normalizzazione a temperatura inferiore.
⑦ Per alcuni acciai legati a basso e medio tenore di carbonio utilizzati nelle turbine a vapore e nelle caldaie, spesso si ricorre alla normalizzazione per ottenere una struttura bainitica, seguita poi dalla tempra ad alta temperatura, che presenta una buona resistenza allo scorrimento se utilizzata a 400-550°C.
⑧ Oltre alle parti e ai prodotti in acciaio, la normalizzazione è ampiamente utilizzata anche nel trattamento termico della ghisa sferoidale per ottenere una matrice perlitica e migliorarne la resistenza. Poiché la normalizzazione è caratterizzata dal raffreddamento ad aria, la temperatura ambiente, il metodo di impilamento, il flusso d'aria e le dimensioni del pezzo in lavorazione influiscono sulla struttura e sulle prestazioni dopo la normalizzazione. La normalizzazione della struttura può essere utilizzata anche come metodo di classificazione per gli acciai legati. Solitamente, gli acciai legati vengono suddivisi in acciai perlitici, acciai bainitici, acciai martensite e acciai austenitici in base alla struttura ottenuta mediante raffreddamento ad aria dopo il riscaldamento di un campione di diametro compreso tra 25 mm e 900 °C.
Cos'è la ricottura?
La ricottura è un processo di trattamento termico dei metalli in cui il metallo viene riscaldato lentamente a una certa temperatura, mantenuto per un tempo sufficiente e quindi raffreddato a una velocità appropriata. Il trattamento termico di ricottura si divide in ricottura completa, ricottura incompleta e ricottura di distensione. Le proprietà meccaniche dei materiali ricotti possono essere testate mediante prova di trazione o prova di durezza. Molti acciai vengono forniti allo stato di trattamento termico ricotto. La prova di durezza dell'acciaio può essere eseguita con un durometro Rockwell per testare la durezza HRB. Per lamiere d'acciaio più sottili, nastri d'acciaio e tubi d'acciaio a parete sottile, è possibile utilizzare un durometro Rockwell superficiale per testare la durezza HRT.
Lo scopo della ricottura è:
① Migliorare o eliminare vari difetti strutturali e sollecitazioni residue causate dall'acciaio nei processi di fusione, forgiatura, laminazione e saldatura per prevenire deformazioni e crepe nei pezzi lavorati.
② Ammorbidire il pezzo da tagliare.
③ Affinare i grani e migliorare la struttura per migliorare le proprietà meccaniche del pezzo.
④ Preparare la struttura per il trattamento termico finale (tempra, rinvenimento).
I processi di ricottura più comuni sono:
1. Ricottura completa. Viene utilizzata per affinare la struttura grossolana surriscaldata con scarse proprietà meccaniche dell'acciaio a medio e basso tenore di carbonio dopo la fusione, la forgiatura e la saldatura. Riscaldare il pezzo da lavorare a 30-50 °C al di sopra della temperatura alla quale tutta la ferrite si trasforma in austenite, mantenerlo caldo per un certo tempo e quindi raffreddarlo lentamente nel forno. Durante il processo di raffreddamento, l'austenite si trasformerà nuovamente, il che può rendere la struttura dell'acciaio più fine.
2. Ricottura di sferoidizzazione. Utilizzata per ridurre l'elevata durezza dell'acciaio per utensili e dell'acciaio per cuscinetti dopo la forgiatura. Riscaldare il pezzo da lavorare a 20-40 °C al di sopra della temperatura alla quale l'acciaio inizia a formare austenite, mantenerlo caldo e quindi raffreddarlo lentamente. Durante il processo di raffreddamento, la cementite lamellare nella perlite diventa sferica, riducendo così la durezza.
3. Ricottura isotermica. Utilizzata per ridurre l'elevata durezza di alcuni acciai strutturali legati ad alto contenuto di nichel e cromo per il taglio. Generalmente, il materiale viene prima raffreddato alla temperatura più instabile dell'austenite a una velocità relativamente elevata e mantenuto caldo per un tempo adeguato. L'austenite viene trasformata in troostite o troostite e la durezza può essere ridotta.
④ Ricottura di ricristallizzazione. Utilizzata per eliminare il fenomeno dell'incrudimento (aumento della durezza e diminuzione della plasticità) di fili metallici e lamiere sottili durante la trafilatura e la laminazione a freddo. La temperatura di riscaldamento è generalmente inferiore di 50-150 °C rispetto alla temperatura alla quale l'acciaio inizia a formare austenite. Solo in questo modo è possibile eliminare l'effetto di incrudimento e addolcire il metallo.
⑤ Ricottura di grafitizzazione. Viene utilizzata per trasformare la ghisa contenente una grande quantità di cementite in ghisa forgiabile con buona plasticità. Il processo consiste nel riscaldare la fusione a circa 950 °C, mantenerla calda per un certo periodo e quindi raffreddarla adeguatamente per decomporre la cementite e formare grafite flocculante.
⑥ Ricottura per diffusione. Viene utilizzata per omogeneizzare la composizione chimica dei getti in lega e migliorarne le prestazioni. Il metodo consiste nel riscaldare il getto alla massima temperatura possibile senza fonderlo, mantenerlo caldo a lungo e poi raffreddarlo lentamente dopo che i vari elementi della lega si sono diffusi e tendono a distribuirsi uniformemente.
⑦ Ricottura di distensione. Viene utilizzata per eliminare le tensioni interne di getti in acciaio e parti saldate. Per i prodotti in acciaio, la temperatura inferiore a 100-200 °C, alla quale inizia a formarsi l'austenite dopo il riscaldamento, e il successivo raffreddamento all'aria dopo il mantenimento al caldo, consente di eliminare le tensioni interne.
Data di pubblicazione: 11-06-2024