Glödgning och normalisering är båda värmebehandlingsmetoder där stål värms upp till en lämplig temperatur, hålls under en viss period och kyls sedan långsamt. Den största skillnaden är att glödgning vanligtvis görs genom ugnskylning, medan normalisering görs genom luftkylning.
1.1 Glödgning
Glödgning är en värmebehandlingsprocess där stål värms upp till en specifik temperatur, hålls under en viss period och kyls sedan långsamt.
(1) Syftet med glödgning
Minska hårdheten och förbättra arbetsstyckets bearbetbarhet;
Eliminera kvarvarande spänningar för att förhindra deformation och sprickbildning av arbetsstycket;
Förfina kornstrukturen och förbättra organisationen för att förbättra stålets mekaniska egenskaper och förbereda strukturen för slutlig värmebehandling.
(2) Typer och tillämpningar av glödgning
Beroende på stålets kemiska sammansättning och syftet med glödgning, kan det kategoriseras i full glödgning, isotermisk glödgning, sfäroidiserande glödgning, homogeniserande glödgning, omkristallisationsglödgning och spänningsavlastningsglödgning.
Full glödgning
Full glödgning innebär att stålet värms upp till en helt austenitiserad temperatur (Ac3 + 30 grad ~50 grader), att det hålls under en period och sedan ugnar kyler ner det till under 550 grader innan luftkylning, för att uppnå en nästan jämviktsstruktur .
Helglödgning används främst för värmebehandling av gjutgods, smide, varmvalsade sektioner och svetsade strukturer av hypoeutektoid stål. Det är inte lämpligt för hypereutektoid stål eftersom uppvärmning av hypereutektoid stål över Accm-temperaturen för fullständig austenitisering kan leda till utfällning av nätverksliknande sekundär cementit längs austenitkorngränserna under den långsamma nedkylningsprocessen, vilket minskar stålets hållfasthet och seghet.
Isotermisk glödgning
Isotermisk glödgning innebär att stålet värms upp till över Ac3 (eller Ac1), hålls under en viss period och sedan kyls snabbt till en temperatur under Ar1 för isotermisk behandling för att omvandla austenit till en struktur av perlittyp, följt av långsam kylning.
Syftet med isotermisk glödgning är detsamma som full glödgning, men det kan styra den önskade strukturen och egenskaperna genom att justera den isotermiska temperaturen. Isotermisk glödgning används vanligtvis för glödgning av legerat stål med stabil austenit. Jämfört med full glödgning minskar isotermisk glödgning avsevärt glödgningstiden och ger bättre resultat.
Sfäroidiserande glödgning
Sfäroidiserande glödgning är en värmebehandlingsprocess där eutektoid eller hypereutektoid stål värms upp över Ac1 med 20 grader ~ 30 grader, hålls under en viss period och sedan ugnen kyls till under 550 grader innan luftkylning för att bilda granulära karbider.
Denna process används främst för eutektoida eller hypereutektoida kol- och legeringsstål. Dessa stål innehåller ofta grov lamellperlit och sekundär cementit efter varmvalsning eller smide, vilket minskar deras bearbetbarhet och kan orsaka deformation och sprickbildning under härdning. Sfäroidiserande glödgning kan omvandla den lamellära cementiten och nätverksliknande sekundära cementiten i perlit till sfäriska karbider. Denna struktur, där sfäriska karbider är jämnt fördelade på ferritmatrisen, kallas sfäroidiserad perlit.
För stål med kraftig nätverkssekundär cementit kan en normaliseringsprocess utföras först för att bryta upp nätverket innan sfäroidiserande glödgning.
Homogeniserande glödgning
Även känd som diffusionsglödgning, homogeniserande glödgning värmer götet, gjutningen eller smidningen till 100 grader i 15 timmar och kyls sedan långsamt för att uppnå en enhetlig struktur. Även om denna metod förbrukar mer energi och är kostsam, används den främst för högkvalitativa göt av legerat stål, gjutgods eller smide för att tillåta element i stålet att diffundera tillräckligt för homogenisering. Efter homogeniserande glödgning kan kornstorleken bli grov, så full glödgning eller normalisering behövs för att förädla kornen.
Avspänningsglödgning
Även känd som lågtemperaturglödgning, värmer denna process upp arbetsstycket till 100 grader ~200 grader under Ac1 (vanligtvis mellan 500 grader och 600 grader), håller under en viss period och svalnar sedan långsamt i ugnen. Eftersom uppvärmningstemperaturen är under punkt A1 sker ingen fasförändring under avspänningsglödgningsprocessen.
Avspänningsglödgning används främst för att eliminera kvarvarande spänningar i gjutgods, smide, svetsade delar, kallstansade delar och bearbetade komponenter för att stabilisera arbetsstyckets dimensioner, minska deformation och förhindra sprickbildning på grund av påkänning under efterföljande bearbetning eller användning.
1.2 Normalisering
Normalisering innebär uppvärmning av stålet till 30 grader ~50 grader över Ac3 (eller Accm) för fullständig austenitisering, följt av luftkylning för att få en finare perlitstruktur. När kolhalten är under 0,6 % är den normaliserade strukturen ferrit + sorbit; när kolhalten överstiger 0,6 % är det sorbit.
Den största skillnaden mellan normalisering och glödgning är att kylningshastigheten vid normalisering är snabbare, vilket resulterar i en finare struktur, högre hållfasthet och hårdhet. Processen är enkel och produktionscykeln är kortare. Normalisering tillämpas huvudsakligen i följande fall:
Förbättring av bearbetbarheten av stål med låg kolhalt och legerat stål med låg kolhalt
Strukturen efter normalisering är fin perlit, vilket förbättrar hårdheten och minskar "klibbigheten" under bearbetning, vilket sänker arbetsstyckets ytjämnhet.
Eliminera nätverkscementit
Normalisering kan ta bort svår nätverkscementit i hypereutektoid stål eller ytskiktet av uppkolade delar.
Förvärmebehandling för medelstora kolståldelar
Normalisering kan eliminera grova kornstrukturer och kvarvarande spänningar, vilket förbereder strukturen för slutlig värmebehandling.
Slutlig värmebehandling för vanliga konstruktionsdelar
För vissa stora eller komplexa delar där släckning kan orsaka sprickbildning, kan normalisering användas istället för släckning och härdning som den slutliga värmebehandlingen.
