Основные отличия и виды операций отжига и нормализации в процессе производства подшипников

Нормализация – это процесс нагрева стальных деталей до температуры Ac3 или Acm и выше (30–50 °C), последующего выдерживания в этом состоянии в течение определенного времени и затем охлаждения в воздухе со скоростью, немного превышающей скорость охлаждения при отжиге.

Основное отличие между отжигом и нормализацией заключается в том, что нормализация представляет собой разновидность полного отжига с изменением структуры материала под действием процесса охлаждения; единственное различие между этими процессами заключается в скорости охлаждения. Как правило, при отжиге материал охлаждается в печи, тогда как при нормализации — на воздухе. Нормализация подходит для листовых материалов из гипоэвтектидных и гиперэвтектидных сталей. Для эвтектидных сталей нормализация применяется в основном для устранения сетчатых углеродных включений; в случае гипоэвтектидных сталей её цель аналогична цели отжига — улучшение структуры материала путем уменьшения размеров зерен и устранения структурных дефектов. Однако в структуре материала после нормализации лопасти перлита имеют меньшие размеры, а содержание перлита выше, а содержание феррита — ниже, по сравнению со структурой после отжига. Поэтому твердость и прочность стали, обработанной нормализацией, выше, чем у стали после отжига. Исходя из этого, в производственной практике материалы, содержащие сетчатые углеродные включения, необходимо предварительно обрабатывать нормализацией для их устранения перед последующими технологическими процессами. Для материалов, требующих определённых свойств после термообработки, можно выбирать процесс отжига в зависимости от конкретных требований и типа стали. Например, если после термообработки необходимы определённая прочность и твердость, следует выбрать процесс нормализации; если требуется определённая пластичность при минимизации прочности и твердости, следует выбрать процесс отжига.

Распространенные виды процессов отжига при производстве подшипников

Полное отжигание в основном применяется к литым изделиям, ковкам и горячекатаным профилям эутектической мостовой стали и сплавных сталей; некоторые из этих материалов также используются для изготовления сварных конструктивных элементов. Цель полного отжига – улучшить размер зерна, микроструктуру материала, устранить остаточные напряжения, снизить твердость, повысить пластичность и улучшить свойства материала при обработке резанием. Однако процесс полного отжига занимает много времени; для сокращения времени отжига обычно применяется изотермическое отжигание. По сравнению с полным отжигом, изотермическое отжигание также способствует достижению тех же целей, но занимает значительно меньше времени.

(2) Сфероидальная отжига в основном применяется для гиперэвтектической стали и легированной инструментальной стали (например, инструментов для резки, измерительных инструментов, форм и подшипников). Ее основная цель – снижение твердости, улучшение режущих свойств материала и подготовка его к последующей закалке.

(3) Отжиг для снижения внутренних напряжений (также называемый отжигом при низкой температуре) применяется в основном для устранения внутренних напряжений в литых деталях, отлитках, сварных деталях, горячекатаных изделиях и других компонентах.

(4) При рекристаллизационной отжиге устраняется закалка, возникающая в результате холодной обработки металла (холодной прокатки, штамповки и т. д.). Его цель – устранение внутренних напряжений, повышение пластичности материала и улучшение его структуры.

(5) Диффузионная отжига в основном применяется к сплавным сталям, особенно к литым изделиям и слиткам из сплавных сталей. Цель этой процедуры – использовать высокую способность атомов к диффузии при высоких температурах для устранения или снижения неравномерности химического состава стали.