فلزات و آلیاژ ها از جمله موادی هستند که تقریباً در تمام صنایع مصرف دارند. از تولید سلاح های گرم و ساخت وسایل نقلیه ای چون هواپیما، زیر دریایی و فضاپیما گرفته تا ساخت ابزار هایی که در صنایع شیمیایی، غذایی و دارویی استفاده می شوند. 

اما این مواد را بصورت خالص و به تنهایی بکار نمی برند و معمولاً باید بر روی آنها عملیاتی انجام داد تا خصوصیات مکانیکی مناسبی را کسب نمایند. نوع عملیات، با توجه به محیط و استفاده از آلیاژ متفاوت است. عملیات هایی که بر روی فلزات انجام می گردند، اکثراً عملیات گرمایی بوده و نیز بسیار متنوع می باشند. رایج ترین موارد عملیات گرمایی، شامل کوئنچ کردن، پیر سخت کاری، کربن دهی و نیتریده کردن هستند. اما در این بین موارد دیگری هم وجود دارد که آنها هم مزایا و اهمیت خود را دارا هستند. نرماله کردن، نرمالیزه کردن یا نرمالایز کردن (Normalizing) یکی از این موارد می باشد. اینکه با توجه به نوع و شرایط حاضر در محیط استفاده، فلز چه خواص مکانیکی را باید داشته باشد، از نکات مهم دیگر است که هنگام انجام عملیات گرمایی و سخت کاری بر روی فلز به آن توجه نمود. 

نرماله کردن چیست؟ 

 نرماله کردن نوعی عملیات حرارتی است که به منظور افزایش مقاومت فلز به ترک و شکاف خوردگی و در عین حال شکل پذیری فلز، پس از اینکه بر روی آن عملیات سخت کاری دمایی یا مکانیکی انجام گرفت، انجام می شود. برای انجام این فرایند ابتدا فلز را تا دمای معینی داغ کرده و سپس آن را در محیط قرار می دهند و به آن اجازه می دهند تا سرد شود. این کار ساختار کریستالی فلز را تغییر داده، سختی آن را کمی کاهش می دهد؛ اما در عوض انعطاف و شکل پذیری آن را به خوبی افزایش خواهد داد. در واقع این عمل نوعی کوئنچ کردن می باشد که در آن از هوا به عنوان ماده سرد کننده استفاده می گردد، اما دقیقاً برعکس کوئنچ خواص مکانیکی فلز را تغییر می دهد. در فرایند کوئنچ چون فلز سریعاً خنک می شود، سختی فلز و مقاومت فلز به اصطکاک و ضربه بالا می رود، اما در عوض شکل پذیری آن کاهش می یابد. برای اینکه از شکنندگی فلز کاسته شود، پس از کوئنچ کردن آن را نرماله و آنیل می نمایند.

فرق بین آنیل و نرماله کردن چیست؟ 

نرماله کردن بسیار شبیه به آنیل کردن است. در هر دو فرایند فلز تا دمایی بالاتر از تبلور مجدد حرارت داده شده و سپس به آرامی آن را سرد می کنند تا میکرو ساختار آن تغییر کرده و فلز ساختاری انعطاف پذیر تر به خود بگیرد. 

تفاوت اصلی این دو در نوع سرد سازی فلز می باشد. به این گونه که در طی آنیل فلز داغ شده و آن را به طور کنترل شده ای سرد می کنند. در حالی که در نرماله کردن فلز را در دمای اتاق قرار داده و بدون انجام عملیاتی دمای فلز به دمای اتاق می رسد. نرماله کردن سریع تر از آنیل قطعه را خنک می نماید. البته سرد سازی سریع تر به معنای شکل پذیری پایین تر و سختی بالاتر می باشد. بنابراین می توان گفت اگر شکل پذیری فلز مهم تر است اما زمان خنک کردن چندان اهمیتی ندارد، بهتر است از روش آنیل کردن استفاده گردد. همچنین نرماله کردن در مجموع هزینه کمتری را را برای انجام بر خواهد داشت زیرا نیازی به اجاق برای خنک کردن فلز نداشته و تنها با قرار دادن قطعه حرارت دیده در هوای ساکن می توان آن را نرمالیزه نمود. 

مراحل نرماله کردن 

مرحله بازیابی 

در این مرحله، از یک اجاق یا یک وسیله گرمایشی دیگر برای بالا بردن دمای فلز استفاده می شود. این عمل برای از بین بردن تنش داخلی فلز ضروری است. 

مرحله تبلور مجدد 

طی این مرحله، دمای فلز تا بالای دمای تبلور مجدد افزایش داده می شود، اما تا جایی که به نقطه ذوب آن نرسد. این کار امکان شکل گیری مرزدانه های جدید بدون وجود استرس و تنش را فراهم می کند. 

مرحله رشد مرزدانه 

در این مرحله مرزدانه های جدید به طور کامل شکل می گیرند. شکل گیری مرزدانه ها بوسیله سرد کردن ماده در دمای اتاق به کمک هوای ساکن، کنترل می شود. 

نتیجه انجام این سه مرحله یک ماده با سختی کمتر اما شکل پذیری بیشتر می باشد. فرایند های دیگری که باز هم برای تغییر خواص مکانیکی ماده ممکن است صورت بپذیرند، پس از نرماله کردن فلز انجام می شوند. 

چه موادی را می توان نرماله نمود؟ 

• آلیاژ های پایه آهن که فولاد ابزاری، فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ، فولاد مارایجینگ و چدن نمونه هایی از آن می باشند.
  
• آلیاژ های پایه نیکل از جمله اینکونل، اینکولوی و هستلوی
• مس
• برنج
• آلومینیوم

مصارف رایج نرماله کردن 

• شکل دهی و پهن کردن ورقه های فولاد ضد زنگ فریتیک در صنعت اتومبیل سازی که پس از نرماله کردن آنها را کارسختی می کنند.
• آلیاژ های پایه نیکل در صنعت هسته ای که پس از جوشکاری، به دلیل تغییر ریزساختار آنها، باید نرماله شوند.
• آلیاژ های کربن پس رول کردن سرد، به دلیل شکنندگی ایجاد شده در اثر کارسختی، بهتر است نرماله شوند.