نرماله کردن فولاد به چه معناست؟

امروزه با صنعتی شدن جوامع استفاده از فولاد در ساختمان سازی و سایر صنایع گسترش چشم گیری یافته است. نرماله کردن فولاد نیز در واقع یک عملیات حرارتی است که بر روی فولاد انجام شده و موجب ایجاد تغییراتی در خواص شیمیایی، مکانیکی و متالوژیکی فولاد می شود که در نتیجه به بهبود کیفیت فولاد منجر می شود.

در این مقاله سعی می کنیم اطلاعات مفیدی در خصوص نرماله کردن فولاد، کاربرد هاو مزایا و معایب آن خدمتتان ارائه کنیم. دعوت می کنیم در ادامه با فولاد نصر آذربایجان همراه باشید.

◾️نرماله کردن فولاد چیست؟

به فرایند ریزدانه کردن فولاد و یکنواخت کردن ساختار آن نرماله کردن ، نرمالیزه کردن یا Normalizing می گویند. در این روش ابتدا قطعه فولادی با دمای ۵۰ درجه سانتی گراد حرارت داده می شود و سپس به آن اجازه داد می شود تا در هوای آزاد به ‌آرامی سرد شود.

گرم شدن و خنک شدن آهسته، ساختار فولاد را تغییر می‌دهد. و این موضوع باعث کاهش سختی فولاد و افزایش شکل پذیری آن می‌شود. همچنین باید به این نکته توجه داشت که هر اندازه قطعه از نظر حجم ضخیم تر و بزرگتر باشد، به همان اندازه باید سرعت سرد کردن را بالا برد.

در واقع درجه حرارت و سرعت سرد کردن در عملیات حرارتی نرماله کردن فولاد، رابطه معکوسی با هم دارند؛ یعنی اینکه هر چقدر سرعت سرد کردن بالاتر باشد، درجه حرارت تبدیل آستنیت پایین ‌تر و پرلیت ریزتر می ‌شود.

◾️مراحل فرایند نرماله کردن

مرحله یک : بازیابی

در این مرحله دمای ماده در داخل کوره یا سایر منابع حرارتی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد تا تنش های داخلی آن برطرف شود.

مرحله دوم : تبلور مجدد

فلز تا دمای بین تبلور مجدد و دمای ذوب گرم می‌شود و دانه‌های جدیدی ساخته می‌شوند.

مرحله سوم : خنک سازی

در این مرحله دانه‌های جدید به ‌طور کامل رشد می‌کنند.و برای کنترل رشد دانه‌ها، ماده‌ی مورد نظر را با سرعت معینی سرد می‌کنند. در نتیجه‌ی ماده‌ای با شکل‌پذیری بالا و سختی کم تولید می شود.

◾️مزایای نرماله کردن فولاد

در اینجا تعدادی از مهم ترین مزایایی نرماله کردن فولاد را ذکر می کنیم.

• باعث ریز دانه شدن قطعه می ‌شود.
• بافتی یکنواخت به قطعه فولادی می دهد.
• باعث افزایش انعطاف ‌پذیری می‌ شود.
• قابلیت ماشین‌ کاری قطعه را افزایش می ‌دهد.
• بافت بیشتر عناصر آلیاژی را یکنواخت می کند.

◾️کاربرد های نرماله کردن فولاد

• برخی قطعات فولادی مقاطع یکسانی ندارند و چون سرعت سرد شدن در هر قسمت آن‌ ها با بقیه قسمت ‌ها متفاوت است ، قطعه دچار ساختار غیر یکنواخت می شود؛ در این موارد عملیات نرماله کردن به ایجاد یک ساختار منسجم ‌تر و یکنواخت ‌تر کمک می کند.
• فولادهایی که به روش ریخته ‌گری تولید می شوند دارای دانه ‌های درشت و فریتی به شکل سوزنی هستند. که عملیات حرارتی نرماله کردن می ‌تواند به ریز دانه شدن ساختار آن ها کمک کند.
• در عملیات نورد گرم، گاهی دانه‌ ها در جهت نورد دچار کشیدگی شده و خواص قطعه در قسمت ‌های مختلف تغییر می کند. در این هنگام عملیات نرماله کردن می تواند موجب یکنواخت سازی قطعه شود.

◾️معایب نرماله کردن فولاد

برای قطعاتی به شکل پیچیده و خیلی بزرگ مناسب نیست :

اگر عملیات نرماله کردن بر روی قطعات پیچیده و خیلی بزرگ انجام شود؛ در هنگام سرد کردن، سطح آن به ‌سرعت سرد شده و شکل می ‌گیرد در حالی ‌که مغز آن ها هنوز سرد نشده است.

نکته مهم این است که وقتی مغز قطعه از فاز γ به α تبدیل و سرد می شود تمایل به افزایش حجم دارد که این موضوع هم امکان‌ پذیر نیست؛ زیرا سطح قطعه کاملاً شکل گرفته و فضایی برای افزایش حجم مغز قطعه وجود ندارد، در نتیجه باعث به وجود آمدن تنش در قطعه می ‌شود.

برای قطعاتی به شکل کوچک و خیلی نازک نیز مناسب نیست ؛

در قطعات کوچک و نازک به دلیل اینکه سرعت سرد شدن بسیار بالا است؛ امکان دارد به ‌جای ساختارهای فریت و پرلیت که ساختارهایی تعادلی هستند، ساختارهای مارتنزیت و بینیت که ساختارهایی غیر تعادلی هستند ایجاد شود.

این اتفاق بیشتر در فولادهای آلیاژی رخ می ‌دهد. بنابراین توصیه می شود تا حد امکان فولادهای آلیاژی تحت عملیات نرماله کردن قرار نگیرند.

◾️فرق نرماله کردن فولاد با آنیل کردن( باز پخت) فولاد در چیست؟

این دو عملیات با وجود شباهت های زیادی که باهم دارند؛ در موارد زیر باهم متفاوت اند :

۱_ در فرآیند نرماله کردن دمای گرما دهی بالاتر از آنیله کردن است و نتیجه ی کار حلالیت بیشتر و یکنواخت ‌تر بودن قطعه است.

۲_ در فرآیند نرماله کردن، قطعه فولادی در هوای آزاد سرد می شود اما در فرآیند آنیله کردن قطعه فولادی در درون کوره سرد می ‌شود.

۳_فولاد به دست آمده از عملیات حرارتی نرماله کردن ؛ دانه ریزتر از فولاد حاصل از عملیات آنیله کردن است.

۴_ فولاد نرماله شده به دلیل دانه ریز بودن استحکام بیشتری نسبت به فولاد آنیله شده دارد.

۵_ فولاد نرماله شده انعطاف پذیری کمتری در مقایسه با فولاد آنیله شده دارد.

۶_ نرمالیزه کردن برای بهبود ساختاری قطعاتی به کار می ‌رود که تحت نورد گرم و کشش بوده ‌اند در حالی که از آنیله کردن برای از بین بردن تنش‌ های حاصل از نورد سرد استفاده می ‌شود.

◾️کدام فلزات را می تواند نرماله کرد؟

• آلیاژهای مبتنی بر آهن (فولاد ابزار، فولاد کربن، فولاد ضد زنگ و چُدن
• آلیاژهای پایه نیکل
• مس
• برنج
• آلومینیوم

◾️سخن آخر

در این مقاله کلیاتی در مورد نورمالیزه کردن فولاد بیان کردیم . یکی از روش‌های متداول برای بهبود کیفیت فولاد نرمالیزه کردن آن است؛ اصولا این فرآیند برای فولادهایی انجام می‌شود که قرار است ماشین کاری شوند. زیرا فرماله کردن قابلیت ماشین کاری را افزایش می دهد. ‏در یک کلام نرمال سازی فولاد باعث بهبود خواص متالوژیکی و کیفیت فولاد می‌شود. اهمیت استفاده از این روش در برخی از صنایع بسیار بالا می باشد .