منظور از نرماله کردن فولاد چیست؟
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
اهمیت استفاده از فولاد را در زندگی امروزه نمی‌توان نادیده گرفت. با افزایش جمعیت و افزایش تقاضای مردم در جهت داشتن استانداردهای بالا برای زندگی، افزایش استفاده از فولاد در سراسر جهان، امری اجتناب‌ناپذیر است. به طور کلی می‌توان گفت که فولاد عملا نقش مهمی در زندگی ما ایفا می‌کند؛ از ساخت‌و‌سازهای فولادی گرفته تا وسائل روزمره‌ای که از آن‌ها استفاده می‌کنیم، همگی از فولاد ساخته شده‌اند. نرماله کردن فولاد در اصل یکی از انواع عملیات حرارتی است که روی فولاد انجام می‌شود. در این مقاله می‌خواهیم به طور کامل در مورد معایب، مزایا و محدودیت‌های نرماله کردن فولاد صحبت کنیم. تا انتها همراه ما بمانید.
نرماله کردن فولاد
Normalizing یا همان نرمالیزه کردن فولاد به منظور اصلاح ساختار قطعات فولادی استفاده می‌شود. فرآیند نرماله کردن باعث ایجاد تغییر در خواص شیمیایی و مکانیکی مانند استحکام، سختی، کاهش انعطاف پذیری و متالوژیکی فولاد می‌شود و همین موضوع در نهایت فولاد را برای مصارف گوناگون بهینه می‌کند.
فرآیند نرماله کردن به این معناست که فولاد در درجه‌های حرارتی پایین حرارت می‌ببیند (درجه حرارت 50 درجه سانتی گراد و بالاتر از A3) و سپس در هوای آزاد به آرامی سرد می‌شود. گرم شدن و خنک شدن آهسته، ساختار فولاد را تغییر می‌دهد. این موضوع باعث کاهش سختی فولاد و افزایش شکل پذیری آن می‌شود.
از مهمترین هدف‌های نرمالیزه کردن فولاد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ریزدانه کردن فولاد
- افزایش سختی
- یکنواخت کردن ساختار فولاد
چرا از فرآیند نرماله کردن فولاد استفاده می‌شود؟
به طور کلی می‌توان گفت که نرمال سازی معمولاً به این دلیل انجام می‌شود که فرآیند دیگری به صورت عمدی یا ناخواسته باعث کاهش شکل‌پذیری و افزایش سختی می‌شود
تفاوت بین آنیل و نرمال‌سازی چیست؟
فرآیند نرمال سازی بسیار شبیه عملیات آنیل است؛ زیرا هر دو شامل حرارت دادن یک فلز بالاتر از دمای تبلور مجدد و همچنین خنک شدن برای ایجاد ساختار نسبتاً قابل انعطاف است. تفاوت اصلی بین آنیل و نرمال سازی این است که آنیل باعث می‌شود تا ماده با سرعت کنترل شده در کوره خنک شود، اما نرمال سازی با قرار دادن ماده در محیط دمای اتاق و قرار گرفتن در معرض هوای محیط، باعث خنک شدن می‌شود.
سرعت خنک کننده سریع‌تر باعث می‌شود که ماده دارای شکل پذیری کمتر باشد. نکته قابل توجه دیگر این است که نرمالیزه کردن فولاد معمولاً از عملیات بازپخت یا آنیل کردن هزینه کمتری دارد.
نرماله کردن فولاد چه مزایایی دارد؟
نرماله کردن فولاد هم مانند سایر عملیات حرارتی که روی قطعات فولادی انجام می‌شود، دارای یک سری مزایاست که عبارتند از:
- ریزدانه شدن قطعه
- یکنواخت‌شدن قطعه فولادی
- افزایش انعطاف‌پذیری
- افزایش قابلیت ماشین‌کاری
- یکنواخت کردن عناصر آلیاژی
برای اطلاع از فرآیند ساخت فولاد، روی لینک زیر کلیک کنید:
فرآیند نرمالیزه کردن برای چه فلزاتی استفاده می‌شود؟
برای این کار، یک فلز باید پذیرای عملیات حرارتی باشد؛ به این معنا که بتوان ساختار آن را با عملیات حرارتی تغییر داد. بسیاری از انواع آلیاژها می‌توانند نرمالیزه شوند، از جمله:
- آلیاژهای مبتنی بر آهن (فولاد ابزار، فولاد کربن، فولاد ضد زنگ و چُدن)
- آلیاژهای پایه نیکل
- مس
- برنج
- آلومینیوم
محدودیت‌های فرآیند نرماله کردن
با وجود تمام مزایایی که برای فرآیند نرماله کردن توضیح داده شد، باید گفت که در برخی از موارد برای قطعاتی که کوچک و نازک هستند و یا حتی قطعات حجیم، نرماله کردن محدودیت ایجاد خواهد کرد. در قطعات کوچک و نازک، سرعت سرد شدن بالا می‌تواند به جای تشکیل ساختارهای تعادلی فریت و پرلیت، ساختارهای غیر تعادلی مارتنزیت و بینیت ایجاد کند. این مساله در مورد فولادهای آلیاژی بیشتر دیده می‌شود. بنابراین برای این فولادها، عملیات حرارتی نرمالیزه کردن پیشنهاد نمی‌شود!
علاوه بر این موضوع، نقاط مختلف یک قطعه با توجه به شکل هندسی و ضخامت آن در مقاطع مختلف با روندهای متفاوتی سرد می‌شوند؛ بنا بر این می‌توان نتیجه گرفت که به هر اندازه که قطعه حجیم‌تر باشد روند سرد شدن نقاط مختلف در داخل آن کمتر است.
کاربرد نرمالیزه
نرمال سازی در بسیاری از صنایع مختلف برای مواد مختلف استفاده می‌شود که عبارتند از:
- مهرهایی که از جنس فولاد ضدزنگ فریتیک ساخته شده‌اند، برای استفاده در صنعت خودرو نرمال سازی می‌شوند.
- آلیاژهای مبتنی بر نیکل در صنعت هسته‌ای باید نرمالیزه شوند.
- فولاد کربن را پس از نورد سرد نرمال‌سازی می‌کنند تا شکنندگی ناشی از سخت شدن کار کاهش پیدا کند.
روند فرآیند
یک فرآیند عادی سازی سه مرحله اصلی دارد:
1.مرحله بازیابی
در مرحله بازیابی، از کوره یا هرنوع وسایل گرمایشی برای بالا بردن مواد در دمایی استفاده می‌شود که تنش‌های داخلی آن برطرف شود.
2.مرحله تبلور مجدد
در این مرحله مواد بالاتر از دمای تبلور مجدد، اما زیر دمای ذوب گرم می‌شوند.
3.مرحله رشد دانه‌ها
طی این مرحله، دانه‌های جدید به طور کامل رشد می‌کنند. برای کنترل رشد دانه‌ها، ماده‌ی مورد نظر را با سرعت معینی سرد می‌کنند. نتیجه‌ی تکمیل این سه مرحله، ماده‌ای است با شکل‌پذیری بیشتر و سختی کمتر.
نرمالیزه کردن فولاد یکی از روش‌های متداول برای بهبود کیفیت فولاد است؛ اصولا از این فرآیند برای فولادهایی استفاده می‌شود که در معرض ماشین‌کاری قرار خواهند گرفت. با توجه به مطالب گفته شده می‌توان به این نتیجه رسید که نرمال سازی فولاد باعث بهبود خواص متالوژیکی فولاد می‌شود. اگر نکته یا تجربه‌ای در این زمینه دارید، در بخش نظرات، آن را با همراهان اصفهان آهن در میان بگذارید.