При нормализации сталь нагревают до температуры на 30 – 50 °С выше линии GSE и охлаждают на воздухе.
Ускоренное по сравнению с обычным отжигом охлаждение обусловливает несколько большее переохлаждение аустенита. Поэтому при нормализации получается более тонкое строение перлита и более мелкое зерно. В результате прочность стали после нормализации становится больше прочности после отжига.
Нормализацию применяют чаще всего в следующих случаях: как промежуточную операцию для смягчения стали перед обработкой резанием и общего улучшения структуры стали перед закалкой.
Нормализацию используют и как окончательную термическую обработку средне- и высокоуглеродистых доэвтектоидных сталей, если требования к свойствам этих сталей умеренные и для них не обязательна закалка с высоким отпуском.
ЗАКАЛКА
Закалка стали состоит в нагреве ее выше температур фазовых превращений, выдержке для завершения всех превращений и охлаждении с высокой скоростью в закалочной среде с целью получения структуры мартенсита, обеспечивающего более высокую прочность и твердость стали.
В качестве закалочных сред используют жидкости разной плотности (вода, масло).
В зависимости от температуры нагрева различают:
1. Полная закалка - нагрев на 30 – 50 °С выше Ас3, выдержка, охлаждение в закалочной среде. Полная закалка используется для доэвтектоидных сталей.
После полной закалки получается мартенситная структура.
2. Неполная закалка - нагрев на 30 – 50 °С выше Ас1, выдержка, охлаждение в закалочной среде. Неполная закалка используется для заэвтектоидных сталей.
После неполной закалки образуется структура мартенсит и цементит вторичный.
Заэвтектоидные стали обычно используют для изготовления инструмента. Важнейшим требованием, предъявляемым к инструментальным сталям, является твердость. Включения цементита после закалки не только не уменьшают, но даже увеличивают твердость, а следовательно, и износостойкость стали.
Таким образом, для доэвтектоидных сталей рационально применять полную закалку, для заэвтектоидных - неполную (рис.10.2).
Рис.10.2. Оптимальные температуры нагрева под закалку
углеродистых сталей