نرماله کردن فولاد و اثرات آن

<p>هر ماده ای که در یک پروژه مورد استفاده قرار می گیرد باید خواص مکانیکی مورد نیاز آن کاربرد را داشته باشد در غیر این صورت نمی تواند عملکرد خوبی از خود نشان دهد و ممکن است منجر به بروز خسارات جبران ناپذیری شود. در صنعت فولاد خواص فولاد را علاوه بر تغییر ترکیباتی که در ساختار فولاد وجود دارد به وسیله ی عملیات حرارتی نیز می توان تغییر داد. در خصوص عملیات حرارتی به تفصیل در <a title="مقاله" href="https://www.modiranahan.com/articleHome" target="_blank">مقاله</a> ی &ldquo;<a title="عملیات حرارتی فولاد" href="https://www.modiranahan.com/article/466/%D8%B9%D9%85%D9%84%DB%8C%D8%A7%D8%AA-%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D8%AA%DB%8C-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF" target="_blank" rel="nofollow">عملیات حرارتی فولاد</a>&rdquo; صحبت شده است که می توانید آن را مطالعه کنید. اما در ادامه پیش از آنکه وارد بحث <a href="https://www.modiranahan.com/article/3231/%D9%86%D8%B1%D9%85%D8%A7%D9%84%D9%87-%DA%A9%D8%B1%D8%AF%D9%86-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA" target="_blank" rel="nofollow">نرماله کردن فولاد</a> شویم مختصری در خصوص عملیات حرارتی توضیح خواهیم داد.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="What-is-Normalizing.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1654674708219-What-is-Normalizing.jpg" alt="What-is-Normalizing" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۱ - نرماله کردن فولاد&nbsp;</p> <p><strong>آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:</strong></p> <ul> <li><a title="عملیات حرارتی" href="#heat_treatment">عملیات حرارتی</a></li> <li><a title="منظور از نرماله کردن&nbsp;" href="#meaning">منظور از نرماله کردن&nbsp;</a></li> <li><a title="مزایای نرماله کردن فولاد" href="#advantage">مزایای نرماله کردن فولاد</a></li> <li><a title="کاربردهای رایج نرماله کردن" href="#application">کاربردهای رایج نرماله کردن</a></li> <li><a title="تفاوت نرمالینگ و آنیلینگ" href="#annealing">تفاوت نرمالینگ و آنیلینگ</a></li> <li><a title="فرایند نرماله کردن" href="#process">فرایند نرماله کردن</a></li> <li><span id="heat_treatment"></span><a href="#metals">چه فلزاتی می توانند نرماله شوند؟</a></li> </ul> <h2>عملیات حرارتی</h2> <p>عملیات حرارتی یا Heat Treatment به گرم کردن یا خنک کردن مواد به منظور تغییر ساختار و نحوه ی قرار گرفتن ذرات آن ها در کنار یکدیگر گفته می شود. با تغییر ساختار مواد عمدتا ویژگی های آن ها نیز تغییر می کند. بنابراین اگر عملیات حرارتی کنترل شده باشد می توان به خواصی که از یک قطعه انتظار داریم برسیم. در واقع در عملیات حرارتی بدون اینکه تغییری در مواد موجود در ساختار یک ماده مثلا فولاد به وجود بیاوریم خواص مکانیکی و فیزیکی آن مانند استحکام، سفتی، قابلیت ماشینکاری، مقاومت در برابر سایش، مقاومت به خوردگی و ... تغییر داده می شود.</p> <p>در عملیات حرارتی از تکنیک های مختلفی استفاده می شود که برخی آن ها عبارتند از:</p> <ul> <li>نرمال سازی یا نرماله کردن (Normalizing)</li> <li><a title="کوئنچینگ" href="https://www.modiranahan.com/article/2605/%DA%A9%D9%88%D8%A6%D9%86%DA%86%DB%8C%D9%86%DA%AF-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF" target="_blank" rel="nofollow">کوئنچینگ</a> (Quenching)</li> <li>کربن دهی (Carburizing)</li> <li>سختکاری پوسته (Case Hardening)</li> <li>بازپخت یا <a title="آنیلینگ" href="https://www.modiranahan.com/article/315/%D9%81%D8%B1%D8%A2%DB%8C%D9%86%D8%AF-%D8%A2%D9%86%DB%8C%D9%84-%DA%A9%D8%B1%D8%AF%D9%86-%D9%88%D8%B1%D9%82-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF%DB%8C" target="_blank" rel="nofollow">آنیلینگ</a> (Annealing)</li> <li>پیرسختی یا پیرسخت کاری یا رسوب سختی (Precipitation Hardening)</li> <li><span id="meaning"></span>تمپر کردن یا برگشت دادن (Tempering)</li> </ul> <h2>منظور از نرماله کردن</h2> <p>نرمالیزاسیون یکی از تکنیک های عملیات حرارتی ست که برای انعطاف پذیری فولاد به کار برده می شود. در این روش فولاد تا دمای مشخصی (محدوده ی آستنیت) حرارت داده شده و سپس به آن اجازه داده می شود تا در معرض هوای اتاق به آهستگی سرد شود. دمای محدوده ی آستنیت معمولا حدود ۵۵ درجه سانتیگراد است. این <span id="advantage"></span>گرمایش و سرد شدن آهسته باعث می شود ساختار فلز تغییر کند و به ساختاری ریزتر و یکنواختر دست یابد. در پی نرماله کردن فولاد سختی آن کاهش یافته و شکل پذیری آن افزایش می یابد.</p> <h2>مزایای نرماله کردن فولاد</h2> <p>از جمله مزایای نرماله کردن فولاد می توان به موارد زیر اشاره کرد:</p> <ul> <li>انعطاف پذیری فولاد را افزایش می دهد</li> <li>باعث افزایش قابلیت ماشین کاری فولاد می شود.</li> <li>فولادی با بافت یکواخت تر ایجاد می کند.</li> <li><span id="application"></span>موجب ریزدانه شدن فولاد می گردد.</li> </ul> <blockquote> <p>بیشتر مطالعه کنید: <a title="عملیات فورجینگ و تاثیر آن بر فولاد" href="https://www.modiranahan.com/article/2536/%D8%B9%D9%85%D9%84%DB%8C%D8%A7%D8%AA-%D9%81%D9%88%D8%B1%D8%AC-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF-%D9%88-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D8%B1%D9%88%D8%B4-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A2%D9%86" target="_blank" rel="nofollow">عملیات فورجینگ و تاثیر آن بر فولاد</a></p> </blockquote> <h2>کاربردهای رایج نرماله کردن</h2> <p>نرماله کردن زمانی روی فولاد اجرا می شود که در طی فرایندهای قبلی خاصیت شکل پذیری فولاد کاهش و یا سختی آن افزایش یافته باشد. به کمک نرماله کردن می توان دانه های درشت فولاد که در هنگام کارگرم یا ریخته گری در آن به وجود آمده است را به دانه های ریزتر تبدیل کرد.</p> <p>برخی از کاربردهای رایج نرماله کردن در صنعت عبارتند از:</p> <p>فولادهای ضد زنگ فریتی که در صنعت اتومبیل سازی استفاده می شوند ممکن است در پی انجام عملیات سخت کاری که در طول فرایند شکل دهی آنها رخ می دهد نرمال شوند.</p> <p>آلیاژهای بر پایه نیکل در صنعت هسته ای ممکن است به دلیل تغییری که در ریزساختار آنها در اثر عملیات جوشکاری رخ می دهد نرماله شوند.</p> <p><span id="annealing"></span>فولاد کربن ممکن است پس از نورد سرد نرمال شود تا شکنندگی ناشی از سخت کاری در آن کاهش یابد.</p> <p style="text-align: center;"><img class="content-image" title="158454616-56a613e43df78cf7728b39a8.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1654675021925-158454616-56a613e43df78cf7728b39a8.jpg" alt="4544554" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره ۲ - نرماله کردن فولاد</p> <h2>تفاوت نرمالینگ و آنیلینگ</h2> <p>یکی دیگر از عملیات های حرارتی مهمی که روی فولاد&nbsp; انجام می شود آنیلینگ است. دو فرایند آنیلینگ و نرمالینگ شباهت زیادی بهم دارند. در هر دو فلز تا دمای مشخصی حرارت داده می شود و سپس به آن اجازه می دهند تا در دمای محیط به آرامی خنک شود تا یک ریز ساختار نسبتا انعطاف&zwnj;پذیر در آن شکل بگیرد. تنها تفاوت آنیلینگ و نرمالینگ این است که در آنیلینگ یا بازپخت خنک شدن فولاد در یک کوره با دمای کنترل شده صورت می گیرد. این درحالی ست که در نرمالینگ فولاد با قرار گرفتن در محیط و در معرض جریان هوا خنک می شود.</p> <p>در نرمال کردن سرعت خنک شدن نسبت به آنیلینگ بیشتر است. سریعتر شدن سرعت خنک کاری موجب می شود تا فولاد انعطاف کمتری به دست&zwnj;آورد و سختی آن نیز کمی بالاتر از زمانی باشد که فولاد آنیل شده است.</p> <p><span id="process"></span>واضح است که نرمال کردن نیاز به تجهیزات کمتری دارد و هزینه ی آن نیز نسبت به آنیلینگ کمتر است. همچنین زمان انجام آن نیز سریعتر است.</p> <h2>فرایند نرماله کردن (نرمالینگ)</h2> <p>نرماله کردن شامل سه مرحله است.</p> <ul> <li>مرحله ریکاوری</li> <li>مرحله تبلور مجدد</li> <li>مرحله رشد دانه بندی</li> </ul> <h3>مرحله ریکاوری</h3> <p>در این مرحله از کوره یا وسایل گرمایشی دیگر برای بالابردن دمای فولاد و کاهش تنش های داخلی آن استفاده می شود.</p> <h3>مرحله تبلور مجدد</h3> <p>در مرحله تبلور مجدد فولاد تا دمایی بیشتر از تبلور مجدد و کمتر از دمای ذوب گرم می شود. این باعث می شود تا دانه های جدید بدون تنش های قبلی تشکیل شود.</p> <h3>مرحله رشد دانه</h3> <p>در این مرحله به دانه های فولاد اجازه می دهند تا به طور کامل رشد کند. این کار با خنک شدن فولاد در مجاورت هوا و در دمای اتاق انجام می شود. نتیجه ی این سه مرحله تولید فولادی با انعطاف بیشتر و سختی کمتر است.</p> <p><span id="metals"></span>البته لازم به ذکر است که نرماله کردن آخرین فرایندی نیست که روی فولاد انجام می شود و عملیات بعدی می تواند خواص مکانیکی فولاد را بیشتر تغییر دهد.</p> <h2>چه فلزاتی می توانند نرماله شوند؟</h2> <p>نرماله کردن یک فلز به این معناست که میکروساختار فلز باید به گونه ای باشد که به وسیله عملیات حرارتی اصلاح شود. بسیاری از آلیاژهای فلزی می توانند نرماله شوند. برخی از آنها عبارتند از:</p> <ul> <li>آلومینیوم</li> <li>مس</li> <li>آلیاژهای بر پایه نیکل</li> <li>آلیاژهای بر پایه آهن (فولاد ابزار، فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ و چدن)</li> <li>برنج</li> </ul> <blockquote> <p>بیشتر مطالعه کنید:<a title=" ویژگی های مکانیکی فولاد" href="https://www.modiranahan.com/article/2561/%D9%88%DB%8C%DA%98%DA%AF%DB%8C-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D9%85%DA%A9%D8%A7%D9%86%DB%8C%DA%A9%DB%8C-%D9%81%D9%88%D9%84%D8%A7%D8%AF" target="_blank" rel="nofollow"> ویژگی های مکانیکی فولاد</a></p> </blockquote> <p>&nbsp;</p>