¿Qué es Normalizar? Definición, proceso, ventajas y aplicaciones de la normalización (notas en PDF)

Definición de normalización / ¿Qué es la normalización?

La normalización se define como un proceso de tratamiento térmico en el que un material se calienta a una temperatura elevada predeterminada, se mantiene a esa temperatura durante un cierto período de tiempo (generalmente de 10 a 20 minutos) y luego se deja enfriar libremente en el aire para alcanzar la temperatura ambiente. . El proceso de normalización se suele aplicar a metales que han sido sometidos a procesos de endurecimiento térmico o mecánico y requieren normalizar su microestructura. Después de la normalización, el metal recupera su ductilidad y se reduce la dureza.

Metales aptos para ser normalizados

Para el tratamiento de normalización de un metal, debe ser receptivo a la normalización. Varios metales y aleaciones son adecuados para ser normalizados como

  • Aleaciones a base de hierro como acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado, hierro fundido, etc.
  • Aleaciones de níquel
  • Cobre
  • Aluminio
  • Latón

Propósito de la normalización

Los principales propósitos del tratamiento térmico de normalización en metales son:

  • Para eliminar irregularidades estructurales o impurezas y defectos del metal.
  • Para mejorar la ductilidad que se ha perdido en algunos procesos de metal.
  • Para reducir la dureza que ha sido incrementada por procesos de endurecimiento mecánico o térmico.
  • Para aumentar la tenacidad del metal.
  • Para aliviar tensiones internas.
  • Conseguir una mejora en la maquinabilidad.

El proceso de normalización

Similar al recocido, el proceso de normalización también sigue tres etapas principales; la etapa de recuperación, la etapa de recristalización y la etapa de crecimiento de grano. En las etapas de recuperación de la normalización, las tensiones internas se alivian calentando el material. Luego, el metal se calienta a temperaturas elevadas por encima de la temperatura de recristalización del metal donde se forman nuevos granos. Finalmente, en la etapa de crecimiento de grano de normalización, los granos se desarrollan completamente cuando el material se enfría con aire.

Aplicaciones para normalizar

El tratamiento de normalización encuentra amplias aplicaciones prácticas en varias industrias como la aeroespacial, automotriz, equipos pesados, energía, agricultura, petróleo y gas, etc. Por lo general, cuando se espera que el metal tenga altas tensiones residuales debido a algún tipo de pasos de fabricación, siempre se sugiere para normalizar el metal utilizando el proceso de tratamiento térmico de normalización. Algunos ejemplos incluyen:

  • El acero al carbono se normaliza cuando se lamina en frío para reducir la fragilidad y aumentar la ductilidad.
  • Después del endurecimiento por trabajo de los estampados de acero inoxidable ferrítico en la industria automotriz, se normalizan para recuperar sus propiedades mecánicas.
  • Después de la alteración de la microestructura térmica durante la soldadura en aleaciones a base de níquel en la industria nuclear, se realiza la normalización.

Normalización de acero

La normalización del acero es un proceso de tratamiento térmico realizado después de los procesos de laminado, soldadura o forjado para refinar los granos distorsionados en la microestructura. El proceso de normalización del acero implica los siguientes pasos:

  • El acero se calienta a unos 40-50 0 C (consulte la Fig. 1) por encima de la temperatura crítica superior (A 3 o A cm ).
  • A continuación, la aleación se mantiene a esa temperatura durante unos 10-20 minutos.
  • Enfriándolo en aire quieto o ligeramente agitado para que vuelva a la temperatura ambiente.
Temperatura de normalización del acero
Fig. 1: Temperatura de normalización del acero
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Después de la normalización, la microestructura resultante suele ser perlita. El tamaño de grano en el acero normalizado se rige por el espesor de la sección. Se observa una variación en el tamaño del grano a medida que la velocidad de enfriamiento varía desde la caja hasta el núcleo. La temperatura de normalización del acero varía con el contenido de carbono, como se desprende claramente de la Fig. 1. La siguiente tabla (Tabla 1) proporciona las temperaturas de normalización recomendadas para el acero.

% de carbono0.10.20.30.40.60.81.01.11.2
Temperatura, 0 C920900880860840820830900925
Tabla 1: Temperaturas recomendadas para normalizar acero

Diferencia entre normalizar y recocer

Aunque los pasos del proceso de normalización y recocido son casi similares, existen diferencias específicas entre la normalización y el recocido. Las diferencias entre el recocido y la normalización se proporcionan a continuación en un formato tabular (Tabla 2).

normalizandoRecocido
La velocidad de enfriamiento en la normalización es más rápida que en el recocido.Velocidad de enfriamiento más lenta en comparación con la normalización.
Enfriamiento lento a temperatura ambiente.Enfriamiento lento controlado en un horno.
La fuerza mecánica y la dureza de los componentes normalizados son más.La fuerza y ​​la dureza son menores en comparación con las piezas normalizadas.
La maquinabilidad se mejora más en la normalización.El producto recocido es blando y, por lo tanto, puede adherirse a la máquina durante el mecanizado.
Ligeramente menos ductilidad.Más ductilidad.
Menos costosoComparativamente costoso
Tabla 2: Normalización vs Recocido

La imagen de la Fig. 2 muestra las diferencias típicas en la resistencia nominal entre acero normalizado y recocido.

Acero normalizado vs recocido
Fig. 2: Acero Normalizado vs Acero Recocido
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