Çelik normalleştirme bir tür ısıl işlemdir, bu nedenle ısıl işlemi anlamak, çelik normalleştirmeyi anlamada ilk adımdır. Oradan, çelik normalleştirmenin ne olduğunu ve neden çelik endüstrisinin ortak bir parçası olduğunu anlamak zor değil.
Isıl İşlem Nedir?
Isı tedavisi metallerin yapılarını değiştirmek için ısıtıldığı ve soğutulduğu bir işlemdir. Metallerin kimyasal ve fiziksel özelliklerindeki değişiklikler, ısıtıldıkları sıcaklıklara ve daha sonra ne kadar soğuduklarına bağlı olarak değişir. Isıl işlem çok çeşitli metaller için kullanılır.
Metaller tipik olarak mukavemet, sertlik, tokluk, süneklik ve korozyon direncini geliştirmek için muamele edilir. Metallerin ısıl işlemden geçirilebileceği farklı yöntemler arasında tavlama, tavlama ve normalleştirme yer alır.
Normalleşmenin Temelleri
Normalizasyon çelikteki safsızlıkları giderir ve mukavemetini ve sertliğini arttırır. Bu, tahılın boyutunu değiştirerek, çelik parçası boyunca daha düzgün olmasını sağlayarak olur. Çelik önce belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılır, daha sonra hava ile soğutulur.
Çeliğin türüne bağlı olarak sıcaklıkları normalleştirme genellikle 810 santigrat ila 930 santigrat derece. Metalin kalınlığı, bir metal parçasının "ıslatma sıcaklığında" - mikro yapıyı dönüştüren sıcaklıkta ne kadar tutulacağını belirler. Metalin kalınlığı ve bileşimi, iş parçasının ne kadar ısıtılacağını da belirler.
Normalleşmenin Yararları
Isıl işlemin normalleştirme şekli tavlamadan daha ucuzdur. Tavlama bir ısı tedavisi metali denge durumuna yaklaştıran işlem. Bu durumda, metal daha yumuşak ve çalışmak daha kolay hale gelir. Amerikan Dökümhane Derneği'nin "aşırı yaşlanma" olarak adlandırdığı tavlama, mikroyapısının dönüşmesine izin vermek için yavaş pişirilen metal gerektirir. Kritik noktasının üstünde ısıtılır ve normalizasyon işleminden daha yavaş, daha yavaş soğumaya bırakılır.
Göreceli ucuzluğu nedeniyle, normalleştirme metalin en yaygın sanayileşme sürecidir. Tavlamanın neden daha pahalı olduğunu merak ediyorsanız, Ispat Digest maliyet farkı için aşağıdaki gibi mantıklı bir açıklama sağlar:
"Normalleştirmede, soğutma havada gerçekleştiği için, ısıtma ve ıslatma aşamaları olur olmaz fırın bir sonraki döngü için hazırdır. ısıtma ve ıslatma aşamalarından sonra fırın soğutmanın, miktarına bağlı olarak sekiz ila 20 saat arasında ihtiyaç duyduğu tavlama ile karşılaştırıldığında şarj etmek."
Ancak normalleştirme tavlamadan daha ucuz değildir, aynı zamanda tavlama işleminden daha sert ve daha güçlü bir metal üretir. Normalizasyon genellikle demiryolu tekerlekleri, çubuklar, akslar ve diğer dövme çelik ürünler gibi sıcak haddelenmiş çelik ürünlerinin üretiminde kullanılır.
Yapısal Düzensizliklerin Önlenmesi
Süre normalleştirme tavlamaya göre avantajları olabilir, demir genellikle her türlü ısıl işlemden yararlanır. Bu, söz konusu döküm şekli karmaşık olduğunda iki kat doğrudur. Karmaşık şekillerdeki demir dökümleri (madenler, petrol sahaları ve ağır makineler gibi endüstriyel ortamlarda bulunabilir) soğuduktan sonra yapısal sorunlara karşı savunmasızdır. Bu yapısal düzensizlikler malzemeyi bozabilir ve ütünün mekaniğinde başka sorunlara neden olabilir.
Bu tür sorunların ortaya çıkmasını önlemek için metaller normalleştirici, tavlama veya stres giderici işlemlerden geçer.
Normalleştirilmesi Gerektirmeyen Metaller
Tüm metaller normalleştirme termal işlemini gerektirmez. Örneğin, düşük karbonlu çeliklerin normalleştirilmesi nadirdir. Bununla birlikte, bu tür çelikler normalleştirilirse, malzemeye zarar gelmeyecektir. Ayrıca, demir dökümler tutarlı bir kalınlığa ve eşit kesit boyutlarına sahip olduklarında, normalleştirme işleminden ziyade genellikle tavlama işleminden geçirilirler.
Diğer Isıl İşlemler
Karbonlama çelik: Karbürizasyon ısıl işlemi, çeliğin yüzeyine karbon girmesidir. Karbürizasyon, çeliğin içerdiğinden daha fazla karbon içeren bir karbürleme fırınında çelik kritik sıcaklığın üzerine ısıtıldığında meydana gelir.
dekarbürizasyon: Dekarburizasyon, çeliğin yüzeyinden karbonun uzaklaştırılmasıdır. Dekarburizasyon, çeliğin içerdiğinden daha az karbon içeren bir atmosferde çelik kritik sıcaklığın üzerine ısıtıldığında meydana gelir.
Derin dondurucu çelik: Derin dondurma, ostenitin martensite dönüşümünü tamamlamak için çeliği yaklaşık -100 Fahrenheit veya daha düşük bir dereceye kadar soğutmaktadır.