O que é normalização e como funciona
Normalização é um tratamento térmico no qual o aço é aquecido a 30-50 graus acima de sua temperatura crítica superior, mantido por tempo suficiente para que a estrutura se torne totalmente austenítica e depois resfriado em ar parado, em ar forçado ou com spray controlado. O resfriamento é mais rápido que o recozimento, que ocorre dentro do forno, e muito mais lento que a têmpera em água, óleo ou polímero. Essa taxa de resfriamento intermediária produz uma estrutura perlítica fina e uniforme, com grãos muito mais finos do que aqueles deixados por fundição, forjamento ou laminação a quente.
Nas fábricas de tubos, o tratamento é normalmente aplicado após a conformação a quente e é amplamente especificado como o tratamento térmico final para tubos de aço carbono soldados e sem costura que atendem construção, engenharia geral e serviços de baixa-temperatura. O mesmo ciclo é utilizado em peças forjadas, fundidas e seções pesadas que serão usinadas ou endurecidas posteriormente.
Normalizando a temperatura por tipo de aço
A temperatura de imersão segue o teor de carbono e as temperaturas críticas da classe:
| Tipo de aço | Gama de carbono | Temperatura de imersão | Propósito |
| Aço hipoeutetóide | Abaixo de cerca de 0,77% C | Ac3 + 30–50 graus | Austenitização completa antes do resfriamento a ar |
| Aço hipereutetóide | Acima de cerca de 0,77% C | Acm + 30–50 graus | Dissolve carbonetos de rede para que eles não possam-se transformar em um filme frágil |
| Tubos de aço-de baixa liga | 0.10–0.25 % C | Normalmente 900–940 graus | Refinamento de grãos e homogeneização química |
| Tubo sem costura normalizado | Por série | De acordo com o padrão do produto | Atendendo aos valores especificados de tração, rendimento e impacto |
Ac3 é a temperatura na qual o aço hipoeutetóide se torna totalmente austenítico quando aquecido. Acm é a temperatura na qual a cementita se dissolve completamente em austenita no aço hipereutetóide. Os dois não são intercambiáveis e usar o errado é uma causa frequente de resultados abaixo do padrão.
O que a normalização alcança em tubulações e componentes
Refina o tamanho do grão, aumentando a resistência e a tenacidade ao mesmo tempo.
Homogeneiza a estrutura e a química, reduzindo a segregação da fundição e as faixas da laminação.
Alivia a tensão residual deixada pela fundição, forjamento, soldagem e trabalho a frio, o que reduz o risco de distorção durante a usinagem posterior.
Define um nível de dureza que usina de forma limpa, sem desgaste excessivo da ferramenta.
Quebra a estrutura de Widmanstätten, a estrutura em faixas e os carbonetos em rede introduzidos pelo trabalho a quente.
Prepara uma estrutura de grão fina e uniforme como ponto de partida para a têmpera, o que reduz a distorção e proporciona uma dureza mais repetível.
Onde a normalização se encaixa no fluxo de produção
O aço com baixo-carbono na condição recozida é-rico em ferrita e macio; em uma máquina CNC, ele rasga, produz cavacos longos e fibrosos e deixa um acabamento ruim. A normalização aumenta ligeiramente a dureza e refina o grão para que o material lasque de forma limpa. Peças forjadas, laminadas ou fundidas de médio-carbono frequentemente chegam com estrutura Widmanstätten, faixas ou grãos grossos que causam usinagem irregular e dureza imprevisível após a têmpera; um ciclo de normalização antes da usinagem de acabamento os elimina.
O aço com alto-carbono é propenso a carbonetos em rede que se formam ao longo dos limites dos grãos durante o resfriamento lento. A normalização acima de Acm dissolve essas redes, o que é essencial antes do recozimento da esferoidização e antes da têmpera. Para componentes estruturais com demandas de serviço moderadas, incluindo-tubos e tubos de aço carbono de uso geral, a normalização pode servir como tratamento final: melhora a condição-laminada sem o custo, o prazo de entrega e o risco de distorção de têmpera e revenido.
Pontos a verificar na inspeção de entrada
Temperatura de referência errada: Ac1 em vez de Ac3 para aço hipoeutetóide deixa a ferrita não transformada; Ac3 em vez de Acm para aço hipereutetóide deixa as redes de carboneto intactas.
Tempo de retenção insuficiente: o macho nunca austenitiza totalmente, então um macho grosso fica sob uma superfície fina.
Resfriamento irregular devido ao empilhamento próximo ou ar estagnado, o que produz uma dureza espalhada por toda a seção.
Material normalizado fornecido temperado e revenido. As faixas de dureza podem se sobrepor, portanto, um registro de tratamento térmico e, em peças críticas, um exame de microestrutura são verificações confiáveis.
Têmpera diretamente da condição-forjada sem uma passagem de normalização, o que provoca distorção, rachaduras e dureza irregular.
Perguntas frequentes
P: Qual é a diferença entre normalização e recozimento?
O recozimento esfria lentamente dentro do forno e produz a estrutura mais macia e dúctil com tensão residual mínima. A normalização esfria no ar e produz uma estrutura mais fina, mais dura e mais resistente. O recozimento proporciona máxima suavidade para conformação a frio; a normalização se adapta a uma estrutura equilibrada e uniforme.
P: A normalização endurece o aço?
Apenas moderadamente. O aço normalizado é mais duro que o aço recozido, mas muito mais macio que o aço temperado, porque o aumento vem da perlita fina e não da martensita.
P: Quais aços podem ser normalizados?
Os aços carbono e de baixa{0}}liga respondem melhor. Aços para ferramentas de alta liga, aços inoxidáveis e metais não{2}}ferrosos exigem ciclos diferentes, como recozimento por solução ou endurecimento por envelhecimento.
P: Quanto tempo leva um ciclo de normalização?
O tempo de imersão segue a espessura da seção, geralmente 30–60 minutos por 25 mm de espessura, mais o tempo de aquecimento e resfriamento. O tempo total do ciclo é geralmente mais curto do que o recozimento porque o resfriamento ocorre ao ar e não no forno.
P: O aço normalizado é mais forte do que o aço recozido?
Sim. Na mesma classe, o aço normalizado apresenta maior resistência à tração e dureza graças aos grãos mais finos e às lamelas de perlita mais finas, enquanto o aço recozido mantém maior ductilidade.
P: O tubo deve ser normalizado antes da têmpera?
É fortemente recomendado para materiais forjados, fundidos ou muito trabalhados. A passagem de normalização refina o grão e remove defeitos que poderiam causar distorção, rachaduras ou dureza irregular durante a têmpera.
P: Normalizar é o mesmo que normalizar e moderar?
Não. Somente a normalização é resfriada a ar a partir da temperatura de austenitização. A normalização e o revenido adicionam uma etapa de revenimento controlado posteriormente para ajustar-a resistência e a resistência ao impacto, o que é comum para aço de vasos de pressão e tubos de linha fornecidos de acordo com os requisitos ASTM A333 ou API 5L.
