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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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!
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.
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.
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.
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 |
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