La normalización es un tratamiento térmico de metales que se utiliza para refinar la estructura del grano. Generalmente se realiza después de que otro proceso de fabricación haya reducido la ductilidad.
Tanto si eres un metalúrgico experimentado como si eres estudiante, sigue leyendo. Esta guía revela las ventajas de la normalización. A lo largo del camino, cubriremos los parámetros clave de normalización y ejemplos de electrodomésticos de acero normalizados.
Cómo funciona el proceso de normalización
La normalización se realiza después de técnicas de fabricación como la estampación o la fundición. Esto se debe a que los metales templados para obtener dureza suelen presentar una ductilidad reducida.
La normalización transforma la estructura cristalina del metal a un estado dúctil, mejorando la tenacidad y la fragilidad. En consecuencia, los aceros y las aleaciones de níquel normalizados son más fáciles de mecanizar que sus homólogos sin tratar. La normalización también previene fallos al aliviar la tensión residual.
Ahora que conoce el propósito de la normalización, es hora de que cubramos los parámetros de normalización clave.
Calefacción 
Para realizar la normalización, caliente el metal a su temperatura crítica superior. La recuperación comienza en esta etapa, a medida que se refinan los defectos en la microestructura. Esto permite la liberación progresiva de las tensiones acumuladas durante otros procesos de fabricación.
Si normaliza aceros usted mismo, el mayor reto es conseguir que toda la pieza se caliente de forma uniforme. Un calentamiento desigual produce un metal con propiedades inconsistentes, que posteriormente se manifiestan como fallos durante el mecanizado o el servicio.
Tiempo de remojo
Una vez calentado el acero lo suficiente, el siguiente paso es mantenerlo a la temperatura de recristalización durante un período predeterminado. Durante este período, las propiedades mecánicas cambian. Cuanto más tiempo se mantenga, más se alteran sus propiedades.
Al alcanzar el punto de recristalización, la bainita y los carburos se disipan del metal. Se forman nuevos granos austeníticos que consumen las dislocaciones, los límites de grano y los defectos existentes. Estos granos son más pequeños que los granos ferríticos anteriores. Para más detalles, puede consultar... Guía sobre la estructura de los metales de ingeniería..
Enfriamiento
La última etapa de la normalización es el crecimiento del grano. Este crecimiento se controla enfriando el metal caliente al aire hasta que alcanza la temperatura ambiente. Los granos recién formados que acabamos de mencionar evolucionan y maduran completamente, produciendo un metal resistente y dúctil.
Durante el enfriamiento, debe controlar cuidadosamente la velocidad de enfriamiento. Cuanto más lento sea el enfriamiento, mayor será la tenacidad del metal. Asimismo, cuanto más rápido sea el enfriamiento, mayor será la dureza del metal.
¿Qué metales se pueden normalizar?
Se puede normalizar varios tipos de metales, entre ellos:
- Aleaciones de hierro
- Aleaciones de níquel
- Aluminio
- Cobre
- Latón
Efectos sobre las propiedades del material
En esta sección aprenderá sobre el efecto de la normalización en las propiedades del acero.
Mejoras microestructurales
Cuando el acero se calienta durante el normalizado, su microestructura se transforma en austenita. Tras enfriarse al aire, la austenita se transforma en ferrita y perlita, presentando un grano uniforme. En comparación con el acero sin tratar o enfriado lentamente, los granos son más pequeños y uniformes.
Propiedades mecánicas
La normalización mejora la tenacidad de los aceros al modificar la estructura del grano. Esto significa que sus electrodomésticos resistirán mayores fuerzas sin fracturarse. Los aceros normalizados también ofrecen un mejor rendimiento bajo tensiones repetidas, lo cual es importante para ejes, engranajes y piezas soldadas sometidas a altas tensiones.
Normalización vs. Recocido
En esta sección aprenderá la diferencia entre normalizar y recocido.
Diferencias de enfriamiento:
Una diferencia importante entre el recocido y el normalizado es la velocidad de enfriamiento. Durante el normalizado, enfriamos el material al aire en calma para producir una estructura de grano fino y tenaz. Por otro lado, durante el recocido, la pieza se enfría lentamente dentro del horno. El resultado es una microestructura de grano grueso y un metal muy dúctil y blando.
Propiedades resultantes:
Debido a su menor velocidad de enfriamiento, el acero recocido es más blando y dúctil. Esto lo convierte en la mejor opción para el conformado y el mecanizado CNC de alta velocidad. En comparación, el acero normalizado es más duro y resistente que su homólogo recocido. Por lo tanto, se aplica en industrias que requieren una resistencia excepcional.
Costo y eficiencia:
Debido al mayor tiempo en el horno, el recocido es más costoso que el normalizado. Además, requiere más energía para alcanzar y mantener temperaturas elevadas. Para más detalles, puede consultar la guía sobre recocido.
Si apenas se inicia en la metalurgia, es fácil confundir la normalización con el recocido. Al fin y al cabo, parecen ser procesos idénticos. Se calienta el metal por encima del punto crítico, se mantiene durante un tiempo determinado y luego se enfría para alcanzar las propiedades deseadas.
La diferencia radica en lo que buscamos lograr. Si necesita refinar la estructura de su acero para un mayor rendimiento, la normalización es la mejor opción. En cambio, si necesita ablandar el metal antes del mecanizado o el trabajo en frío, el recocido es la mejor opción.
¿Por qué usar la normalización? Beneficios clave
El tratamiento térmico normalizador ofrece a los trabajadores del metal los siguientes beneficios:
- Alivio del estrés residual: Durante la normalización, los defectos de soldadura, temple, etc., comienzan a disiparse. El resultado es una estructura cristalina libre de tensiones residuales.
- Mayor ductilidad: Dado que la normalización produce estructuras de grano uniformes, ayuda a que los metales sean más dúctiles.
- Maquinabilidad mejorada: Mediante la normalización, puedes alterar tu metal para hacerlo más mecanizable y moldeable.
Aplicaciones e industrias típicas
A continuación se presentan las aplicaciones e industrias típicas en las que comúnmente se utiliza la normalización.
- Automotor: Si trabaja en el sector automovilístico, puede normalizar las piezas estampadas de acero ferrítico para reducir la dureza adquirida durante el conformado.
- Endurecimiento laboral:Puede realizar la normalización para mejorar la fragilidad del acero al carbono después del laminado en frío.
- NuclearLa normalización resulta útil en la industria nuclear. Los fabricantes realizan la normalización en aleaciones de níquel para revertir los cambios microestructurales causados por la soldadura.
Tabla comparativa resumida
Las diferencias entre recocido, normalizado y temple se muestran en la siguiente tabla.
Proceso | Método de enfriamiento | Ventajas clave | Resultado típico |
Recocido | Lento (horno) | Máxima ductilidad, metal blando | Microestructura blanda, dúctil y homogénea. |
normalizando | Refrigeración por aire | Fuerza equilibrada, más rápido y rentable. | Granos finos, tenacidad/estabilidad mejoradas |
Temple | Rápido (agua/aceite) | Alta dureza | Microestructura dura y quebradiza |
Conclusión
En conclusión, los metales suelen normalizarse después de otro proceso de fabricación, por ejemplo, el temple, que ha reducido la ductilidad. Es uno de los métodos para eliminar tensiones residuales y mejorar la ductilidad del metal. ¿No sabe por dónde empezar? HDCMfg Estaremos encantados de ayudarle con cualquier asunto técnico.
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