O objetivo da normalização do aço é remover quaisquer tensões internas do tratamento térmico, usinagem, forjamento, conformação, soldagem ou fundição. Entenda abaixo tudo sobre o assunto!

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Entenda tudo sobre a normalização do aço.

O que é normalização do aço?

A normalização é um processo de tratamento térmico usado para tornar um metal mais dúctil após ter sido submetido a processos de endurecimento térmico ou mecânico.

Esse tratamento térmico envolve o aquecimento do material a uma temperatura elevada e, em seguida, permitir que ele resfrie de volta à temperatura ambiente — expondo-o ao ar em temperatura ambiente após ser aquecido.

Este aquecimento e resfriamento lento alteram a microestrutura do metal, que por sua vez reduz sua dureza e aumenta sua ductilidade!

Por que é usada?

É usada porque faz com que as microestruturas se transformem em estruturas mais dúcteis. Isso é importante, pois torna o metal mais moldável, mais usinável e reduz tensões residuais que podem levar a falhas inesperadas!

O processo de normalização deixa o metal mais usinável e moldável.

Fundamentos

A normalização do aço remove suas impurezas e melhora sua resistência e dureza. Faz isso alterando o tamanho do grão, tornando-o mais uniforme em toda a peça. O aço é primeiro aquecido até uma temperatura específica e, em seguida, resfriado a ar.

Dependendo do tipo de aço, as temperaturas de normalização geralmente variam entre 810 °C a 930 °C. A espessura do metal determina por quanto tempo uma peça será mantida na “temperatura de imersão” — a temperatura que transforma a microestrutura. A espessura e a composição do metal também determinam a altura em que a peça de trabalho é aquecida.

Processo de normalização do aço

Existem três estágios principais em um processo de normalização.

✔️Recuperação

✔️Recristalização

✔️Crescimento de grãos

O resultado dessas três etapas é um material com mais ductilidade e dureza reduzida. Operações subsequentes que podem alterar ainda mais as propriedades mecânicas, às vezes, são realizadas após o processo de normalização.

Aço passando pelo processo de normalização.

Estágio de Recuperação

Um forno ou outro tipo de dispositivo de aquecimento é usado para elevar o material a uma temperatura em que suas tensões internas sejam aliviadas.

Estágio de Recristalização

O material é aquecido acima de sua temperatura de recristalização, mas abaixo de seu ponto de fusão. Isso causa a formação de novos grãos sem a formação de tensões preexistentes.

Estágio de crescimento de grãos

Os novos grãos se desenvolvem totalmente. Esse crescimento é controlado permitindo que o material resfrie até a temperatura ambiente por meio do contato com o ar.

Microestrutura na Normalização do aço carbono

A espessura do aço carbono pode ter um efeito significativo na taxa de resfriamento e, portanto, na microestrutura resultante. As peças mais grossas esfriam mais lentamente e se tornam mais dúcteis após a normalização do que as peças mais finas.

Após a normalização, as porções de aço contendo 0,80% de carbono são perlitas, enquanto as áreas com baixo teor de carbono são ferritas. A redistribuição dos átomos de carbono ocorre entre a ferrita (0,022% em peso) e a cementita (6,7% em peso) pelo processo de difusão atômica.

A quantidade de perlita é maior do que no aço recozido com o mesmo teor de carbono. Isso ocorre devido ao deslocamento da composição eutetóide para um valor mais baixo e à formação de cementita.

A microestrutura de perlita de granulação fina é mais resistente do que as de granulação grossa. A normalização reduz as tensões internas do aço carbono. Também melhora a homogeneidade microestrutural, aumenta a estabilidade térmica e a resposta ao tratamento térmico.

Entenda como a normalização muda a microestrutura do aço carbono.

Aplicações

Esse tratamento térmico é um dos processos industriais mais amplamente utilizados. Portanto, é aplicado em uma variedade de indústrias.

Indústria automotiva

Normalmente, as estampagens de aço inoxidável ferrítico são normalizadas para uso na indústria automotiva, a fim de reduzir a dureza que ocorre durante o processo de conformação.

Indústria nuclear

As ligas à base de níquel são frequentemente normalizadas devido a alterações na microestrutura térmica. Essas modificações, geralmente, ocorrem durante o processo de soldagem.

Endurecimento por trabalho

Usada para tornar o aço carbono menos frágil após a laminação a frio.

Peças de aço normalizado.

Normalização X Recozimento

Esses dois métodos de tratamento térmico alteram as propriedades do material tratado. Ambos os processos envolvem o aquecimento do aço e de outros metais a uma temperatura elevada igual ou superior à temperatura de recristalização. Então, o metal pode esfriar lentamente.

O processo de resfriamento é a diferença entre essas duas técnicas de tratamento térmico. Enquanto o metal é resfriado a uma taxa controlada em um forno durante o processo de recozimento, a normalização permite resfriar o material à temperatura ambiente. Normalmente, isso é feito simplesmente expondo o metal ao ar.

Devido aos diferentes métodos, o aço esfria mais rápido no processo de normalização. Normalmente, isso leva a um material menos dúctil e mais duro em comparação com o recozimento. Por causa do tempo reduzido no forno, a normalização tem custo menor do que o recozimento.

Normalização Recozimento
Calor acima da temperatura de recristalização Calor acima da temperatura de recristalização
Peças dúcteis Peças dúcteis
Resfriamento lento em temperatura ambiente Resfriamento lento em forno controlado
Taxa de resfriamento mais rápida do que o recozimento Taxa de resfriamento mais lenta do que a normalização

Leia também: ➡️O que é recozimento do aço? – Blog

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