Das Normalisieren von Metallen ist eine Wärmebehandlung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und des Gefüges von Metallen. Dabei wird das Metall über seine Rekristallisationstemperatur erhitzt und anschließend an der Luft abgekühlt. Ziel des Normalisierens ist es, Eigenspannungen zu beseitigen, die Korngröße zu verringern, die Duktilität und Zähigkeit zu erhöhen und die chemische Zusammensetzung des Metalls zu homogenisieren.
Normalisieren wird in der Regel bei Eisenlegierungen wie Stahl und Gusseisen angewendet, kann aber auch bei Nichteisenmetallen wie Kupfer und Aluminium eingesetzt werden. Der Normalisierungsprozess variiert je nach Art und Güte des Metalls, besteht aber in der Regel aus drei Schritten:
1. das Erhitzen: Das Metall wird auf eine Temperatur erhitzt, die über dem Rekristallisationspunkt liegt, d. h. der Temperatur, bei der sich neue Körner im Metall bilden. Die Erhitzungszeit hängt von der Dicke und der Form des Metalls ab, muss aber lang genug sein, um sicherzustellen, dass das gesamte Metall die gewünschte Temperatur erreicht.
2. das Einweichen: Das Metall wird für eine gewisse Zeit auf der Erhitzungstemperatur gehalten, damit sich neue Körner bilden und sich Verunreinigungen oder Zersetzungen im Metall auflösen können. Die Durchwärmungszeit hängt ebenfalls von der Größe und Zusammensetzung des Metalls ab, sollte aber ausreichen, um ein einheitliches Gefüge im gesamten Metall zu erreichen.
3. abkühlen: Das Metall wird aus dem Ofen genommen und an der Luft bei mittlerer Geschwindigkeit abgekühlt. Die Abkühlungsgeschwindigkeit beeinflusst die endgültigen Eigenschaften und das Gefüge des Metalls, da sie die Größe und Verteilung der Körner bestimmt. Eine schnellere Abkühlungsgeschwindigkeit führt zu feineren Körnern und höherer Festigkeit, während eine langsamere Abkühlungsgeschwindigkeit zu gröberen Körnern und geringerer Festigkeit führt.
Zu den Vorteilen des Normalisierens gehören:
- Verbesserung der Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit von Metallen durch Verringerung der Härte und Sprödigkeit.
- Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Metallen durch Erhöhung der Festigkeit, Duktilität, Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit.
- Homogenisierung der chemischen Zusammensetzung von Metallen durch Beseitigung jeglicher Schwankungen oder Entmischungen.
- Verbesserung der Korngröße und -form von Metallen durch Bildung einheitlicher und gleichachsiger Körner.
- Beseitigung von Eigenspannungen in Metallen durch gleichmäßiges Entspannen und Zusammenziehen der Metalle.
Normalisieren ist eine gängige Wärmebehandlung für Metalle, die geschmiedet, gewalzt, extrudiert oder bearbeitet werden. Es kann auch als Vorbehandlung für andere Wärmebehandlungen wie Glühen, Härten oder Anlassen verwendet werden. Normalglühen kann die Qualität und Leistung von Metallen in einer Vielzahl von Anwendungen und Branchen verbessern.