Вопросы и ответы на вопросы о крепежных элементах: нормализация для болтов и гайков Цель, процесс и основные различия от отжига

Введение
Нормализация часто упускается из виду при производстве крепежных элементов, но она играет решающую роль в улучшении структуры зерна, улучшении консистенции,и подготовки материала для последующей термической обработки или обработкиВ этой статье мы ответим на пять распространенных вопросов о нормализации для болтов и гайков.основываясь на нашем опыте работы на заводе, чтобы помочь вам принимать более эффективные решения.

Что такое нормализация и чем она отличается от отжига?

Нормализацияэто процесс тепловой обработки, при котором сталь нагревается до температуры выше верхней критической точки (Ac3 или Acm), которая сохраняется в течение достаточного времени для достижения полной аустенизации,и затем охлаждается на воздухе.

Ключевые различия между нормализацией и отжигом:

Наблюдения в реальном мире:

На нашем заводе мы однажды получили партию из 35K стальных проволочных стержней с смешанными размерами зерна (ASTM размер зерна от 3 до 7).последует охлаждение воздухомПосле этого проволока тянулась и направлялась последовательно.

Какую роль играет нормализация в производстве болтов и орехов?

Нормализация используется на нескольких этапах в производстве крепежных элементов, в зависимости от материала и процесса.

Типичные применения:

1. Кондиционирование сырья
   Для горячо прокатаных проволочных стержней или стержней с неравномерной структурой зерен или полосатым ферритом-перлитом нормализация гомогенизирует микроструктуру перед холодной протяжкой или холодной прокладкой.

2. После ковки или горячего нанесения
   Большие болты или заказные детали, изготовленные в процессе горячего ковки, часто имеют грубые зерна и очищенные от углерода поверхности.

3. Улучшение обрабатываемости
   Некоторые среднеуглеродные и легированные стали (например, 40Cr, SCM435) в состоянии проката могут быть слишком жесткими для эффективной обработки.

4. Предшественник карбуризации
   Для уплотненных болтов (например, 10B21 или 20MnTiB, используемых в некоторых высокопрочных приложениях), нормализация после ковки обеспечивает равномерную глубину корпуса во время карбурирования.

Реальный случай:

Производитель колёсных болтов (класс 10).9, материал SCM435) испытывал несовместимую твердость ядра после тушения.После добавления нормализующей ступени при температуре 860°C перед холодным направлением и последней тепловой обработкой, полосы были устранены, и изменение твердости ядра снизилось с ± 4 HRC до ± 1,5 HRC.

Как нормализация меняет микроструктуру и механические свойства?

Микроструктурные изменения:

• Прокатные или кованые конструкции (часто грубые перлиты, ферриты Видманштейна или смешанные зерна) превращаются втонкий перлит + феррит(гипоутектоидные стали) илиПрекрасный перлит + цементит(гипереутектоидная сталь).

• Размер зерна очищается и гомогенизируется, как правило, по ASTM 7 ‰ 9.

• Карбиды становятся более равномерно распределены.

Изменения механических свойств:

• Прочность на растяжение и устойчивость к уделу немного увеличиваются по сравнению с отжиганием.

• Карость повышается (обычно на 10-30 HB выше, чем при обжиге).

• Прочность на удар улучшается благодаря очистке зерна.

• Улучшается обрабатываемость (образование чипа более последовательно, снижается износ инструмента).

Методы проверки для нормализации качества:

Подсказка из реального мира:

Однажды мы отклонили партию нормализованных 40Cr болтов, потому что ядро показало смешанные зерна (ASTM 5 ¢ 8), в то время как поверхность была в порядке.После увеличения времени ожидания с 30 до 55 минутВсегда проверяйте как поверхность, так и центр на поперечном сечении.

Как нормализация связана с тушением и закаливанием?

Нормализация, тушение, закаливание и отжигание служат разным целям.

Отношения в производстве болтов:

• Нормализация→ часто исполняетсядо этогоокончательное тушение и закаливание (в качестве подготовительного шага) илипослегорячая обработка (ковка/горячая обработка).

• Сжигание + закаливание (Q&T)→ окончательная тепловая обработка, которая придает болтам класс свойств (8.8, 10.9, 12.9).

• Отжигание→ обычно используетсядо этогохолодное перемещение для смягчения проволоки; редко используется в качестве окончательной обработки крепежных элементов.

Может ли нормализация заменить отжигание?
В целом- Нет.Для холодной обработки при помощи отжима (особенно сфероидизирующей отжима) получается мягкая, высокопластичная структура, идеальная для холодной обработки.что приводит к более высокому риску износа и трещин при холодном движении.

Однако в двух случаях нормализация может быть заменена:

1. Для болтов из низкоуглеродистой стали малого диаметра (например, 4,6 или 4,8 класса), где силы холодного движения низки и конечные свойства не требуют.

2. Для болтов с горячей головкой, которые будут обработаны, а не сделаны холодными, лучше использовать машины с нормализованным материалом, чем с отжигом.

Резюме схемы потока:

Горячая прокатная проволока → (необязательно нормализовать для усовершенствования конструкции) → сфероидизация отжига → холодное прокатывание → прокат нитей → тушение + закаливание → отделка.
Или: кованая → нормализация → обработка → Q&T → отделка.

Осторожность в реальном мире:

Покупатель однажды попытался заменить отжигание на нормализацию для 10B21 M10×1.25 холодных орехов.Формирующие штампы треснули всего через 5Они быстро перешли на сфероидизированную прожектованную проволоку.