Çelik normalleştirme, metalurjide önemli bir işlem olarak karşımıza çıkar. Bu işlem, çeliklerin mikroyapısını optimize etmeyi ve yapısal dengeyi sağlamayı amaçlar. Normalleme işlemi, çeliklerin homojen bir yapıya sahip olmasını ve istenilen mekanik özelliklere ulaşmasını sağlar. Mikroyapı optimizasyonu sayesinde çeliklerin dayanıklılığı, tokluğu ve işlenebilirliği artar. Bu nedenle, çelik normalleştirme işlemi, endüstride geniş bir kullanım alanına sahiptir ve çeşitli sektörlerde önemli bir rol oynamaktadır.
Çelik normalizasyonu, çeliğin yüksek bir sıcaklığa (tipik olarak 810 ila 930 santigrat derece) kadar ısıtılmasını ve ardından durgun havada yavaş yavaş soğumasına izin verilmesini içeren bir ısıl işlem sürecidir. Bu işlem çeliğin tane yapısını iyileştirir, mekanik özelliklerini iyileştirir ve iç gerilimleri azaltır. Normalleştirme genellikle öngörülebilir bir mikro yapı elde etmek ve malzemenin mekanik özelliklerini garanti etmek için kullanılır; bu da onu Gr 70 Normalleştirilmiş Çelik Levha gibi belirli özellikler gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Normalleştirme aynı zamanda malzemelerdeki artık gerilimleri azaltmak ve daha şekillendirilebilir bir ürün oluşturmak için de kullanılır; bu da beklenmeyen arıza riskini azaltabilir.
Normalizasyon-Normalleştirme Nedir?
Normalizasyon, bir alaşımın tanelerinde ve bileşiminde birlik sağlamak için kullanılan bir tekniktir. Terim genellikle, üst kritik sıcaklığın üzerine çıkarılmış ve daha sonra açık havada soğutulmuş olan demir dışı alaşımlar için kullanılır. Normalleştirme işlemi sırasında çelik, üst dönüşüm noktası Ac3’ün üzerinde bir sıcaklığa (yaklaşık 20 ° C ila 50 ° C) ısıtılır, hipoötektoid çelikler için Ac1’in üzerinde ve daha sonra statik havada soğutulur. Düzgün, ince taneli bir mikroyapı elde etmek için kullanılır.
Normalleştirme işlemi, sıcaklığın A3 veya ACM çizgisinin üzerine (60 ºC (108 ºF) üzerine) çıkarılmasıyla gerçekleşir. Bu sıcaklıkta malzeme tamamen Östenite dönüştürülür ve ardından fırından çıkarılıp doğal konveksiyon altında oda sıcaklığında soğutulur. Bu, fazla Ferrit veya Sementit içeren ince Perlit taneli bir yapıya neden olur. Elde edilen malzeme yumuşaktır; yumuşaklık derecesi soğutma ortamının gerçek koşullarına bağlıdır. Bu işlem, kontrol edilmiş fırın soğutma maliyetinin eklenmemesi nedeniyle tam tavlama işleminden önemli ölçüde daha ucuzdur.
Hipoötektoid çelikler için mikroyapı perlit ve ferritden oluşurken, hipereötektoid çeliklerde mikroyapı perlit ve sementitten oluşur. Isınma ve soğuma hızı ne kadar yüksekse, mikroyapıdaki taneler o kadar ince olur; bunun için soğuma sırasında dönüşümün perlit aşamasında gerçekleşmesi gerekmektedir.
Normalleştirme sayesinde, sıcak şekillendirme sırasında oluşan dengesiz ve iri taneli bir mikroyapı ortadan kaldırılabilir. Ayrıca, kolayca dönüşen %0,5’in altındaki C içeriğine sahip çelikler için perlit-ferrit mikroyapısına uyum sağlanarak homojen dağılımlı bir yapı elde edilir ve bu da iyi işlenebilirlik özelliklerine yol açar. Normalizasyon, sadece demir içeren metaller için uygulanabilen bir ısıl işlem türüdür. Normalizasyon, metalin daha yüksek bir sıcaklığa ısıtılması ve ardından fırından alınıp hava soğutulmasıyla annelemekten farklıdır.
Normalleştirilmiş çelikler, normalleştirilmemiş çeliklere göre daha sert ve daha dayanıklıdır. Normalleştirilmiş durumda, çelik diğer yapısal koşullardan çok daha sağlamdır. Darbeye maruz kalan parçalar ve dış strese karşı maksimum dayanıklılık gerektiren parçalar genellikle normalleştirilir. Normalizasyon işlemi sırasında, metalin kütlesi soğuma hızını ve elde edilen yapıyı etkiler. İnce parçalar daha hızlı soğur ve normalleştirme sonrası kalın parçalara göre daha sert olur. Tavlama (fırın soğutma) durumunda ise, ikisinin sertliği hemen hemen aynıdır.
Çeliği normalleştirmenin faydaları arasında gelişmiş mukavemet, sertlik ve süneklik bulunur. Normalleştirme, çeliğin tane yapısını iyileştirir, daha düzgün hale getirir ve dövme, döküm veya kaynak gibi işlemlerden kaynaklanan iç gerilimleri azaltır. Bu işlem, ısıl işleme tepkiyi arttırır, mikroyapısal homojenliği geliştirir ve sonraki işlemler için bir “termal hafıza” kazandırır. Normalleştirilmiş çelik daha şekillendirilebilir olduğundan beklenmeyen arıza riskini azaltır ve öngörülebilir mekanik özellikler sağlar.
Tavlamayla karşılaştırıldığında normalleştirme, çubuklar, demiryolu tekerlekleri ve dövme çelik ürünler gibi çeşitli uygulamalara uygun, daha sert ve daha güçlü metaller üreten, uygun maliyetli bir yöntemdir.
