Què és la normalització i com funciona
La normalització és un tractament tèrmic en el qual l'acer s'escalfa a 30-50 graus per sobre de la seva temperatura crítica superior, es manté el temps suficient perquè l'estructura es torni totalment austenítica i després es refreda en aire tranquil, en aire forçat o amb un esprai controlat. El refredament és més ràpid que el recuit, que té lloc a l'interior del forn, i molt més lent que l'extinció en aigua, oli o polímer. Aquesta velocitat de refredament intermèdia produeix una estructura perlítica fina i uniforme amb grans molt més fins que els que queden per fosa, forja o laminació en calent.
A les fàbriques de canonades, el tractament s'aplica normalment després del conformat en calent, i s'especifica àmpliament com a tractament tèrmic final per a la construcció de canonades d'acer al carboni sense soldadura i soldades, enginyeria general i treballs a baixa-temperatura. El mateix cicle s'utilitza en peces forjades, peces de fosa i seccions pesades que seran mecanitzades o endurides posteriorment.
Normalització de la temperatura per tipus d'acer
La temperatura de remull segueix el contingut de carboni i les temperatures crítiques del grau:
| Tipus d'acer | Gamma de carboni | Temperatura de remull | Propòsit |
| Acer hipoeutectoide | Per sota del 0,77% C | Ac3 + 30–50 graus | Austenitització completa abans del refredament per aire |
| Acer hiperutectoide | Per sobre del 0,77% C | Acm + 30–50 graus | Dissol els carburs de xarxa perquè no es tornin{0}}formar com una pel·lícula trencadissa |
| Tubs d'acer de baix-aliatge | 0.10–0.25 % C | Normalment 900-940 graus | Refinament del gra i homogeneïtzació química |
| Tub normalitzat sense costures | Per grau | Segons l'estàndard del producte | Complir els valors de tracció, de rendiment i d'impacte especificats |
Ac3 és la temperatura a la qual l'acer hipoeutectoide esdevé totalment austenític en escalfar-se. Acm és la temperatura a la qual la cementita es dissol completament en austenita en acer hipereutectoide. Els dos no són intercanviables, i l'ús d'un de incorrecte és una causa freqüent de resultats deficients.
Què aconsegueix la normalització en canonades i components
Perfecciona la mida del gra, augmentant la força i la duresa al mateix temps.
Homogeneïtza l'estructura i la química, reduint la segregació de la fosa i les bandes de la laminació.
Alleuja l'estrès residual deixat per la fosa, la forja, la soldadura i el treball en fred, la qual cosa redueix el risc de distorsió durant el mecanitzat posterior.
Estableix un nivell de duresa que permet mecanitzar netament sense un desgast excessiu de l'eina.
Trenca estructura Widmanstätten, estructura en bandes i carburs de xarxa introduïts per treball en calent.
Prepara una estructura de gra fi i uniforme com a punt de partida per a l'extinció, que redueix la distorsió i dóna una duresa més repetible.
On encaixa la normalització en el flux de producció
L'acer de baix-carboni en estat de recuit és ric-de ferrita i suau; en una màquina CNC es trenca, produeix estelles llargues i filades i deixa un acabat deficient. La normalització augmenta lleugerament la duresa i perfecciona el gra perquè el material s'encenqui net. Les peces de carboni mitjà-forjades, laminats o colades sovint arriben amb estructura Widmanstätten, bandes o grans gruixuts que provoquen un mecanitzat desigual i una duresa imprevisible després de l'extinció; un cicle de normalització abans d'acabar el mecanitzat els elimina.
L'acer d'alt-carboni és propens a formar carburs de xarxa que es formen al llarg dels límits del gra durant el refredament lent. La normalització per sobre d'Acm dissol aquestes xarxes, la qual cosa és essencial abans del recuit esferoidal i abans de l'extinció. Per a components estructurals amb exigències de servei moderades, incloses canonades i tubs d'acer al carboni d'ús general-, la normalització pot servir com a tractament final: millora l'estat-enrotllat sense el cost, el termini de lliurament i el risc de distorsió de l'extinció i el tremp.
Punts a comprovar en la inspecció d'entrada
Temperatura de referència incorrecta: Ac1 en lloc d'Ac3 per a l'acer hipoeutectoide deixa ferrita sense transformar; Ac3 en lloc d'Acm per a l'acer hipereutectoide deixa intactes les xarxes de carbur.
Temps de retenció insuficient: el nucli mai s'austenitza completament, de manera que un nucli gruixut es troba sota una superfície fina.
Refredament desigual per apilament proper o aire estancat, que produeix una duresa repartida per la secció.
Material normalitzat subministrat com a tret i temperat. Els intervals de duresa es poden solapar, de manera que un registre de tractament tèrmic i, a les parts crítiques, un examen de la microestructura són les comprovacions fiables.
Apagat directament des de la condició-forjada sense una passada normalitzadora, que convida a la distorsió, l'esquerdament i la duresa desigual.
PMF
P: Quina diferència hi ha entre normalitzar i recuit?
El recuit es refreda lentament dins del forn i produeix l'estructura més suau i dúctil amb una tensió residual mínima. La normalització es refreda a l'aire i produeix una estructura més fina, més dura i més dura. El recuit s'adapta a la màxima suavitat per a la conformació en fred; La normalització s'adapta a una estructura equilibrada i uniforme.
P: La normalització endureix l'acer?
Només moderadament. L'acer normalitzat és més dur que l'acer recuit, però molt més tou que l'acer tret, perquè l'augment prové de la perlita fina en lloc de la martensita.
P: Quins acers es poden normalitzar?
Els acers al carboni i de baix-aliatge responen millor. Els acers per a eines molt aliats, els graus inoxidables i els metalls no-ferrosos requereixen cicles diferents, com ara el recuit en solució o l'enduriment per envelliment.
P: Quant de temps triga un cicle de normalització?
El temps de remull segueix el gruix de la secció, normalment de 30 a 60 minuts per 25 mm de gruix, més el temps d'escalfament i refredament. El temps total del cicle sol ser més curt que el recuit perquè el refredament es produeix a l'aire, no al forn.
P: L'acer normalitzat és més fort que l'acer recuit?
Sí. Amb el mateix grau, l'acer normalitzat mostra una major resistència a la tracció i duresa gràcies als grans més fins i les làmines de perlita més fines, mentre que l'acer recuit manté una major ductilitat.
P: S'ha de normalitzar la canonada abans d'apagar-la?
És molt recomanable per a material forjat, fos o molt treballat. La passada normalitzadora perfecciona el gra i elimina els defectes que, d'altra manera, causarien distorsió, esquerdes o duresa desigual durant l'extinció.
P: Normalitzar és el mateix que normalitzar i temperar?
No. La normalització només es refreda per aire a partir de la temperatura d'austenitització. La normalització i el tremp afegeix un pas de temperat controlat després per ajustar-la força i la resistència a l'impacte, que és habitual per a l'acer dels recipients a pressió i les canonades de línia subministrades amb els requisits ASTM A333 o API 5L.
