Žíhání a normalizace jsou oba způsoby tepelného zpracování, kdy se ocel zahřívá na vhodnou teplotu, udržuje se po určitou dobu a pak se ochlazuje pomalým tempem. Hlavní rozdíl je v tom, že žíhání se obvykle provádí chlazením pece, zatímco normalizace se provádí chlazením vzduchem.
1.1 Žíhání
Žíhání je proces tepelného zpracování, při kterém se ocel zahřívá na určitou teplotu, udržuje se po určitou dobu a poté se pomalu ochlazuje.
(1) Účel žíhání
Snížit tvrdost a zlepšit obrobitelnost obrobku;
Eliminujte zbytkové napětí, abyste zabránili deformaci a prasknutí obrobku;
Upřesněte strukturu zrna a zlepšujte organizaci pro zlepšení mechanických vlastností oceli a přípravu struktury pro konečné tepelné zpracování.
(2) Typy a aplikace žíhání
V závislosti na chemickém složení oceli a účelu žíhání ji lze rozdělit na úplné žíhání, izotermické žíhání, sféroidizační žíhání, homogenizační žíhání, rekrystalizační žíhání a žíhání na odlehčení pnutí.
Úplné žíhání
Úplné žíhání zahrnuje zahřátí oceli na zcela austenitizovanou teplotu (Ac3 + 30 stupeň ~50 stupňů), její udržování po určitou dobu a následné ochlazení v peci pod 550 stupňů před ochlazením vzduchem, aby se dosáhlo téměř rovnovážné struktury .
Úplné žíhání se používá především pro tepelné zpracování odlitků, výkovků, profilů válcovaných za tepla a svařovaných konstrukcí z podeutektoidní oceli. Není vhodný pro hypereutektoidní ocel, protože ohřev hypereutektoidní oceli nad teplotu Accm pro úplnou austenitizaci může vést k vysrážení síťovitého sekundárního cementitu podél hranic austenitových zrn během procesu pomalého ochlazování, což snižuje pevnost a houževnatost oceli.
Izotermické žíhání
Izotermické žíhání zahrnuje zahřátí oceli nad Ac3 (nebo Ac1), udržování po určitou dobu a pak rychlé ochlazení na teplotu pod Ar1 pro izotermické zpracování k přeměně austenitu na strukturu perlitového typu, po kterém následuje pomalé ochlazení.
Účel izotermického žíhání je stejný jako u úplného žíhání, ale může regulovat požadovanou strukturu a vlastnosti úpravou izotermické teploty. Izotermické žíhání se obecně používá pro žíhání legované oceli se stabilním austenitem. Izotermické žíhání oproti plnému žíhání výrazně zkracuje dobu žíhání a dosahuje lepších výsledků.
Sferoidizační žíhání
Sferoidizační žíhání je proces tepelného zpracování, při kterém se eutektoidní nebo hypereutektoidní ocel zahřívá nad Ac1 o 20 stupňů ~30 stupňů, udržuje se po určitou dobu a poté se v peci ochladí na teplotu pod 550 stupňů před ochlazením vzduchem za vzniku granulovaných karbidů.
Tento proces se používá hlavně pro eutektoidní nebo hypereutektoidní uhlíkové a legované oceli. Tyto oceli často obsahují hrubý lamelární perlit a sekundární cementit po válcování za tepla nebo kování, což snižuje jejich obrobitelnost a může způsobit deformaci a praskání během kalení. Sferoidizační žíhání může přeměnit lamelární cementit a síťovitý sekundární cementit v perlitu na sférické karbidy. Tato struktura, kde jsou sférické karbidy rovnoměrně rozmístěny na feritové matrici, se nazývá sféroidizovaný perlit.
U oceli se silným síťovaným sekundárním cementitem lze nejprve provést normalizační proces, aby se síť rozbila před sféroidizačním žíháním.
Homogenizační žíhání
Také známé jako difúzní žíhání, homogenizační žíhání zahřívá ingot, odlitek nebo výkovek na 100 stupňů po dobu 15 hodin a poté pomalu ochlazuje, aby se dosáhlo jednotné struktury. Ačkoli tato metoda spotřebovává více energie a je nákladná, používá se hlavně pro ingoty, odlitky nebo výkovky z vysoce kvalitní legované oceli, aby prvky v oceli mohly dostatečně difundovat pro homogenizaci. Po homogenizačním žíhání může velikost zrna zhrubnout, takže pro zjemnění zrn je potřeba úplné žíhání nebo normalizace.
Žíhání pro úlevu od stresu
Tento proces, známý také jako nízkoteplotní žíhání, zahřeje obrobek na 100 °C ~ 200 °C pod Ac1 (obvykle mezi 500 °C a 600 °C), udržuje po určitou dobu a poté pomalu ochlazuje v peci. Protože teplota ohřevu je pod bodem A1, nedochází během procesu žíhání k odlehčení pnutí k žádné změně fáze.
Žíhání pro odlehčení pnutí se primárně používá k odstranění zbytkového napětí v odlitcích, výkovcích, svařovaných dílech, dílech lisovaných za studena a obráběných součástech pro stabilizaci rozměrů obrobku, snížení deformace a zabránění vzniku trhlin v důsledku napětí při následném obrábění nebo používání.
1.2 Normalizace
Normalizace zahrnuje zahřátí oceli na 30 stupeň ~50 stupeň nad Ac3 (nebo Accm) pro úplnou austenitizaci, následované ochlazením vzduchem, aby se získala jemnější perlitová struktura. Když je obsah uhlíku pod 0,6 %, normalizovaná struktura je ferit + sorbit; když obsah uhlíku překročí 0,6 %, jedná se o sorbit.
Hlavní rozdíl mezi normalizací a žíháním je v tom, že rychlost ochlazování při normalizaci je rychlejší, což má za následek jemnější strukturu, vyšší pevnost a tvrdost. Proces je jednoduchý a výrobní cyklus je kratší. Normalizace se používá hlavně v následujících případech:
Zlepšení obrobitelnosti nízkouhlíkové oceli a nízkouhlíkové legované oceli
Struktura po normalizaci je jemný perlit, který zlepšuje tvrdost a snižuje "lepivost" při obrábění, čímž se snižuje drsnost povrchu obrobku.
Odstranění síťového cementitu
Normalizací lze odstranit silný síťový cementit v hypereutektoidní oceli nebo povrchové vrstvě nauhličených dílů.
Předběžné tepelné zpracování dílů ze středně uhlíkové oceli
Normalizace může eliminovat hrubozrnné struktury a zbytkové napětí a připravit strukturu pro konečné tepelné zpracování.
Konečné tepelné zpracování pro běžné konstrukční díly
U určitých velkých nebo složitých dílů, kde může kalení způsobit praskání, lze místo kalení a temperování jako konečného tepelného zpracování použít normalizaci.
