نرماله کردن یکی دیگر از روش‌های عملیات حرارتی است که ریزساختار حاصل از آن (مشابه آنیل کردن) با توجه به ترکیب شیمیایی فولاد (به خصوص درصد کربن) شامل پرلیت، مخلوط پرلیت و فریت یا مخلوط پرلیت و سمنتیت است. با این حال، تفاوت‌های مهمی میان آنیل و نرماله کردن وجود دارد.
عملیات نرماله کردن و تفاوت آن با آنیل کامل
دمای آستنیته در نرماله کردن فولادهای هیپویوتکتوئید کمی بالاتر از بازه دمایی مربوط به آنیل کردن است؛ این در حالی است که برای فولادهای هایپریوتکتوئید از بازه دمایی خط پایداری آستنیت (Acm) تا حدود ۵۰ درجه سانتیگراد بالاتر از آن استفاده می‌شود.
بر خلاف آنیل کامل که در طی آن قطعه فولادی در داخل کوره سرد می‌شود، در عملیات نرماله کردن قطعه‌ها پس از آستنیته شدن در هوا سرد می‌شوند. در چنین شرایطی نرخ سرد شدن در حدود ۱ – ۱/۰ درجه سانتیگراد بر ثانیه خواهد بود.
از آنجایی که در نرماله کردن فولادهای هیپویوتکتوئید بازه دمایی آستنیته کردن بالاتر از بازه دمایی مربوط به آنیل است، ساختار آستنیت و همچنین توزیع عناصر آلیاژی یکنواخت‌تر خواهد شد. یکی دیگر از اهداف نرماله کردن، ریز کردن دانه‌های درشتی است که بیشتر به هنگام کار گرم در دمای بالا و یا در ضمن ریخته‌گری و انجماد به وجود آمده‌اند.
هنگامی که قطعه قرار گرفته تحت کار گرم یا ریخته‌گری شده با ساختار دانه‌بندی درشت در محدوده دمایی پایداری آستنیت قرار گیرد، دانه‌های جدید آستنیت جوانه زده و رشد می‌کنند. در صورتی که دمای آستنیته در محدوده نرماله کردن قرار گیرد، آستنیتی با ساختار همگن و دانه‌های ریز به وجود می‌آید.
حرارت دادن در دماهای بالاتر از بازه دمایی نرماله کردن ممکن است منجر به درشت شدن دانه‌ها شود. بنابراین، در عملیات نرماله کردن فولادهای هیپویوتکتوئید، نخست آستنیتی با ساختار همگن و دانه‌های ریز به وجود آمده و سپس در اثر سرد شدن در هوا به فریت و پرلیت تبدیل می‌شود. از نظر خواص مکانیکی، نرماله کردن می‌تواند در برخی موارد به عنوان عملیات حرارتی نهایی منظور شود. در مواردی که هدف از عملیات حرارتی، سخت کردن قطعه‌هایی باشد که دارای دانه‌های درشت هستند، نرماله کردن به عنوان عملیات حرارتی اولیه برای ریز کردن دانه‌ها استفاده می‌شود.
از آنجایی که در نرماله کردن قطعات در هوا سرد می‌شوند، ریزساختارهای بدست آمده اختلاف قابل ملاحظه‌ای با ریزساختارهای حاصل شده از آنیل کردن دارند. با توجه به اینکه در نرماله کردن، فریت و پرلیت در دمای کمتر و با نرخ بیشتر نسبت به آنیل کردن تشکیل می‌شوند، اندازه دانه‌های فریت و سمنتیت و فاصله بین لایه‌ای پرلیت کاهش پیدا می‌کنند. بنابراین، در مقایسه با خواص حاصل شده از فرایند آنیل کردن، استحکام و سختی افزایش یافته و در مقابل، انعطاف‌پذیری تا حدودی کاهش پیدا می‌کند.
اصلی ترین نکات سرد کردن قطعات در عملیات نرماله کردن
نکته‌ای که باید در رابطه با سرد شدن قطعه‌ها در هوا ضمن عملیات نرماله کردن به آن توجه داشت، آن است که نقاط مختلف یک قطعه با نرخ‌های متفاوتی سرد می‌شوند. همچنین، این نرخ‌های سرد شدن تحت تأثیر ابعاد قطعه نیز هستند. هر چه قطعه حجیم‌تر بوده یا ضخامت آن بیشتر باشد، نرخ سرد شدن قطعه در نقاط مختلف کمتر خواهد بود.
این موضوع به مقدار حرارتی که باید از داخل قطعه به خارج هدایت شود مربوط می‌شود. در حقیقت، هر چه قطعه حجیم‌تر باشد، برای کاهش دمای قسمت‌های مرکزی آن به زمان بیشتری نیاز است. این امر به دو مورد مهم می‌انجامد: اول اینکه در مقاطع ضخیم ممکن است نرخ سرد شدن سطح قطعه تا حد زیادی بیشتر از مغز آن باشد که این عامل منجر به ایجاد تنش‌های داخلی در قطعه می‌شود.
دوم اینکه در مقاطع نازک (به خصوص در مورد فولادهای ابزار و آلیاژی) سرد شدن در هوا ممکن است منجر به تشکیل بینیت یا حتی مارتنزیت به جای مخلوط فریت و پرلیت شود. با توجه به این نکته، توصیه می‌شود که از نرماله کردن فولادهای آلیاژی خودداری شود.
گروه صنعتی مبتکران یکی از پیشگامان صنعت فولاد و جز چهار شرکت برتر کشور در حوزه عملیات تحت خلاء است. ارائه خدمات عملیات حرارتی، تولید فولادهای ابزار و فولاد مهندسی تنها بخشی از فرایندهایی است که در این مجموعه انجام می شود. برای اطلاع بیشتر از خدمات ارائه شده در این مجموعه قیمت فولاد ابزار و مهندسی می توانید از طریق شماره های موجود در سایت باکارشناسان در ارتباط باشید.
