熱処理の正常化

鋳造および鍛造用の熱処理の正常化

はじめに:

正規化は、鋳物や鍛造品の粒子構造を改良し、一貫した機械的特性を確保し、全体的な材料性能を向上させるように設計された重要な熱処理プロセスです。 このプロセスは、鉄鋼ベースの材料に特に有益であり、強度、靭性、延性を高め、要求の厳しい用途に適しています。 正規化には、材料を臨界点を超える特定の温度に加熱した後、制御された空冷を行うことが含まれます。これにより、均一で洗練された微細構造が得られます。

鋳造と鍛造の正規化の目的

正規化は、次の重要な利点を達成することを目的として実行されます。

• 均一な微細構造: コンポーネント全体の機械的特性を強化する、より均一な微細構造を作成し、分離を排除し、一貫性を向上させます。

• 強化された強度と靭性: 材料の強度と靭性の両方を向上させ、サービス中の機械的ストレスと疲労に耐える能力を向上させます。

• 延性と作業性の向上: 脆さを減らし、機械加工、溶接、成形など、材料をさらに処理する能力を向上させるため。

• 精製された穀物構造: 材料の粒子サイズを小さくするために、引張強度、硬度、耐衝撃性などの機械的特性を改善します。

• 寸法安定性: 鋳造または鍛造プロセス中に引き起こされる可能性のある内部応力を低減し、それによってさらなる処理中のコンポーネントの安定性と精度を向上させます。

鋳造および鍛造の正規化プロセス

1.暖房:

• 鋳造または鍛造は、合金および特定の材料要件に応じて、その臨界範囲を超える温度、通常は800 °Cから950 °C (1,470 °Fから1,740 °F) の間に加熱されます。 この温度は、材料がその体積全体で均一に加熱されるように注意深く制御されます。

2.浸ること:

• 目標温度に達すると、材料はこの高温で特定の期間保持 (浸漬) され、内部構造が均一になります。 浸漬時間は、温度がコンポーネント全体に均等に分散されることを保証します。

3.空冷:

• 浸漬後、材料は炉から取り出され、周囲空気中で冷却される。 急速冷却を伴う焼入れとは異なり、正規化にはゆっくりとした空冷が含まれ、材料の微細構造を改良しながら歪みを防ぎます。 冷却速度は、材料がその均一な特性および寸法安定性を確実に保持するように制御される。

鋳造および锻造のための正常化の利点

1.改良された機械特性:

• 正規化すると、粒子構造がより細かく均一になり、引張強度、衝撃靭性、耐疲労性などの機械的特性が向上します。 これらの強化により、信頼性と耐久性が重要な高性能アプリケーションに材料がより適しています。

2.高められたダッチネスおよび靭性:

• このプロセスは、脆さを減らし、延性を高め、材料の機械加工と形成を容易にします。 これは、さらなる処理が必要な、または動的負荷の影響を受ける複雑な鋳物や鍛造品にとって特に有益です。

3.ストレス解消:

• 鋳造または鍛造中に、急速な冷却または不均一な熱分布により、材料内に内部応力が発生する可能性があります。 正規化は、より均一な構造を促進することにより、これらのストレスを軽減し、さらなる処理または稼働中の歪みまたは亀裂のリスクを軽減します。

4.一貫した材料の特性:

• 材料の微細構造を改良することにより、正規化はコンポーネント全体全体でより一貫した機械的特性を保証します。 これは、さまざまな応力条件下で均一に実行する必要がある大きなまたは複雑な部品にとって特に重要です。

• 正規化を受ける材料は、粒子構造が改良されているため、機械加工、溶接、またはさらなるプロセスが容易になることがよくあります。 これにより、工具の摩耗が軽減され、表面仕上げが改善され、後続の操作中に公差が厳しくなります。

6.高められた次元安定性:

• 正規化による内部応力の低減は、コンポーネントの寸法安定性を向上させ、機械加工または稼働中のワーピングまたは歪みの可能性を低減します。

正常化に適した材料のタイプ

正常化は、炭素鋼および合金鋼に最も一般的に適用されますが、他の鉄および非鉄合金にも使用できます。 一般的に正規化で処理される材料は次のとおりです。

• 炭素鋼: 構造用途、自動車部品、および強度と靭性の向上を必要とする機械部品用。

• 合金鋼: 航空宇宙、石油・ガス、重機の各セクターでよく見られる、硬度、耐摩耗性、靭性の向上が必要な部品。

• 工具鋼: 丈夫でありながら機械加工可能である必要がある工具、金型用。

• ステンレス鋼: 特に過酷な環境で使用されるコンポーネントの耐食性と材料の均一性を向上させます。

鋳造および鍛造における正規化の応用

正規化は、コンポーネントが必要な機械的特性と性能基準を確実に満たすように、さまざまな業界の幅広い鋳造と鍛造に適用されます。 主なアプリケーションは次のとおりです。

• 自動車産業: エンジン部品、クランクシャフト、ギア、サスペンション部品、および強度、靭性、耐疲労性の向上が必要な構造部品。

• 建設機械: 均一な強度と高い靭性を必要とする構造部品とエンジン部品。

• 重機: 高い機械的応力を受ける、鉱業、建設、農業機械で使用されるギア、シャフト、フレームなどのコンポーネント。

• ツーリング & ダイ: 耐久性の向上と高い摩耗や機械的ストレスに耐える能力を必要とする工具、金型、金型の製造。

• 石油とガス: 寸法の安定性と強度を維持しながら、極端な環境条件に耐えなければならない掘削および探査装置で使用される部品。

• エネルギーセクター: 高圧および高温アプリケーションで均一な材料特性を必要とする発電所、タービン、およびその他のエネルギー生成装置で使用されるコンポーネント。