Gloeien en normaliseren zijn beide warmtebehandelingsmethoden waarbij staal wordt verwarmd tot een geschikte temperatuur, gedurende een bepaalde periode wordt vastgehouden en vervolgens langzaam wordt afgekoeld. Het belangrijkste verschil is dat het gloeien meestal gebeurt door ovenkoeling, terwijl het normaliseren gebeurt door luchtkoeling.
1.1 Gloeien
Gloeien is een warmtebehandelingsproces waarbij staal tot een bepaalde temperatuur wordt verwarmd, gedurende een bepaalde periode wordt vastgehouden en vervolgens langzaam wordt afgekoeld.
(1) Doel van gloeien
Verminder de hardheid en verbeter de bewerkbaarheid van het werkstuk;
Elimineer restspanning om vervorming en scheuren van het werkstuk te voorkomen;
Verfijn de korrelstructuur en verbeter de organisatie om de mechanische eigenschappen van staal te verbeteren en de structuur voor te bereiden op de laatste warmtebehandeling.
(2) Soorten en toepassingen van gloeien
Afhankelijk van de chemische samenstelling van het staal en het doel van het gloeien, kan het worden onderverdeeld in volledig gloeien, isothermisch gloeien, sferoïdiserend gloeien, homogeniserend gloeien, herkristallisatie-gloeien en spanningsarmgloeien.
Volledig gloeien
Volledig uitgloeien houdt in dat het staal wordt verwarmd tot een volledig austenitiseerde temperatuur (Ac3 + 30 graden ~50 graden), het gedurende een bepaalde periode wordt vastgehouden en vervolgens in de oven wordt afgekoeld tot onder 550 graden voordat het wordt afgekoeld met de lucht, om een vrijwel evenwichtsstructuur te bereiken. .
Volledig gloeien wordt voornamelijk gebruikt voor de warmtebehandeling van gietstukken, smeedstukken, warmgewalste profielen en gelaste constructies van hypo-eutectoïde staal. Het is niet geschikt voor hypereutectoïde staal, omdat het verwarmen van hypereutectoïde staal boven de Accm-temperatuur voor volledige austenitisatie kan leiden tot het neerslaan van netwerkachtig secundair cementiet langs austenietkorrelgrenzen tijdens het langzame afkoelproces, waardoor de sterkte en taaiheid van het staal wordt verminderd.
Isothermisch gloeien
Bij isothermisch gloeien wordt het staal verwarmd tot boven Ac3 (of Ac1), gedurende een bepaalde periode vastgehouden, en vervolgens snel afgekoeld tot een temperatuur onder Ar1 voor isothermische behandeling om austeniet om te zetten in een perlietachtige structuur, gevolgd door langzame afkoeling.
Het doel van isotherm gloeien is hetzelfde als dat van volledig gloeien, maar het kan de gewenste structuur en eigenschappen regelen door de isotherme temperatuur aan te passen. Isothermisch gloeien wordt over het algemeen gebruikt voor het gloeien van gelegeerd staal met stabiel austeniet. Vergeleken met volledig gloeien verkort isotherm gloeien de gloeitijd aanzienlijk en worden betere resultaten bereikt.
Sferoïdiserend gloeien
Sferoïdiserend gloeien is een warmtebehandelingsproces waarbij eutectoïde of hypereutectoïde staal boven Ac1 wordt verwarmd met 20 graden ~ 30 graden, gedurende een bepaalde periode wordt vastgehouden en vervolgens in de oven wordt gekoeld tot onder 550 graden voordat het aan de lucht wordt gekoeld om korrelvormige carbiden te vormen.
Dit proces wordt voornamelijk gebruikt voor eutectoïde of hypereutectoïde koolstof- en gelegeerde staalsoorten. Deze staalsoorten bevatten vaak grof lamellair perliet en secundair cementiet na heet walsen of smeden, wat de bewerkbaarheid ervan vermindert en tijdens het afschrikken vervorming en scheuren kan veroorzaken. Sferoïdiserend gloeien kan het lamellaire cementiet en netwerkachtige secundaire cementiet in perliet omzetten in bolvormige carbiden. Deze structuur, waarbij bolvormige carbiden gelijkmatig over de ferrietmatrix zijn verdeeld, wordt bolvormig perliet genoemd.
Voor staal met een ernstig netwerk van secundair cementiet kan eerst een normalisatieproces worden uitgevoerd om het netwerk op te breken voordat het sferoïdiserende uitgloeien plaatsvindt.
Homogeniserend gloeien
Ook bekend als diffusie-gloeien, verwarmt homogeniserend gloeien de staaf, het gieten of het smeden tot 100 graden en 15 uur, en koelt vervolgens langzaam af om een uniforme structuur te bereiken. Hoewel deze methode meer energie verbruikt en kostbaar is, wordt deze voornamelijk gebruikt voor blokken, gietstukken of smeedstukken van hoogwaardig gelegeerd staal, zodat elementen in het staal voldoende kunnen diffunderen voor homogenisatie. Na het homogeniseren van het gloeien kan de korrelgrootte grof worden, dus volledig gloeien of normaliseren is nodig om de korrels te verfijnen.
Stressverlichting gloeien
Dit proces, ook bekend als gloeien op lage temperatuur, verwarmt het werkstuk tot 100 graden ~ 200 graden onder Ac1 (meestal tussen 500 graden en 600 graden), houdt het een bepaalde periode vast en koelt vervolgens langzaam af in de oven. Omdat de verwarmingstemperatuur onder punt A1 ligt, vindt er geen faseverandering plaats tijdens het spanningsontlatingsproces.
Spanningsarmgloeien wordt voornamelijk gebruikt om restspanningen in gietstukken, smeedstukken, gelaste onderdelen, koudgestempelde onderdelen en machinaal bewerkte componenten te elimineren om de afmetingen van het werkstuk te stabiliseren, vervorming te verminderen en scheuren als gevolg van spanning tijdens daaropvolgende bewerking of gebruik te voorkomen.
1.2 Normaliseren
Bij normaliseren wordt het staal verwarmd tot 30 graden ~50 graden boven Ac3 (of Accm) voor volledige austenitisatie, gevolgd door luchtkoeling om een fijnere perlietstructuur te verkrijgen. Wanneer het koolstofgehalte lager is dan 0,6%, is de genormaliseerde structuur ferriet + sorbiet; wanneer het koolstofgehalte hoger is dan 0,6%, is het sorbiet.
Het belangrijkste verschil tussen normaliseren en gloeien is dat de afkoelsnelheid bij normaliseren sneller is, wat resulteert in een fijnere structuur, hogere sterkte en hardheid. Het proces is eenvoudig en de productiecyclus is korter. Normaliseren wordt voornamelijk toegepast in de volgende gevallen:
Verbetering van de bewerkbaarheid van koolstofarm staal en koolstofarm gelegeerd staal
De structuur na normalisatie is fijn perliet, wat de hardheid verbetert en de "plakkerigheid" tijdens de bewerking vermindert, waardoor de oppervlakteruwheid van het werkstuk wordt verlaagd.
Het elimineren van netwerkcementiet
Door te normaliseren kan ernstig netwerkcementiet in hypereutectoïde staal of de oppervlaktelaag van gecarbureerde onderdelen worden verwijderd.
Voorverwarmingsbehandeling voor onderdelen van medium koolstofstaal
Door te normaliseren kunnen grove korrelstructuren en restspanningen worden geëlimineerd, waardoor de structuur wordt voorbereid op de uiteindelijke warmtebehandeling.
Laatste warmtebehandeling voor gewone structurele onderdelen
Voor bepaalde grote of complexe onderdelen waar afschrikken scheuren kan veroorzaken, kan normaliseren worden gebruikt in plaats van afschrikken en temperen als laatste warmtebehandeling.
