مدت زمان لازم برای مطالعه ی این مطلب ۶ دقیقه می باشد.
(به روز رسانی ۱۰ فروردین ۱۴۰۳)
عملیات حرارتی فولاد مجموعه ای از گرم کردن و سرد کردن این فلز با سرعت کنترل شده به منظور به دست آوردن بهبود در خواص مکانیکی و خواص متالورژیکی آن می باشد. با این کار می‌توان هم خواص فیزیکی و هم خواص مکانیکی محصول را تغییر داد. مثلاً مقاومت به سایش، مقاومت به خوردگی، استحکام، سفتی، و قابلیت ماشینکاری.عملیات حرارتی از مهمترین و پرکاربردترین فرایندهای صنعتی است، و این تغییر در خواص باعث تغییر مشخصی در شکل قطعات نخواهد شد.
فولاد در حالت های آلیاژی مختلف و متنوع دارای قابلیت عملیات حرارتی می باشد. بنابراین از یک فولاد با ترکیبات شیمیایی معین و مشخص می‌توان خواص متنوعی بوجود آورد.
قبل از اشاره به مهمترین انواع عملیات حرارتی لازم به ذکر است که ساختار تعادلی آهن و کربن انواع مختلفی دارد. و با توجه به ترکیب شیمیایی و محدوده دمایی برای هر نقطه، یک فاز مشخص پایدار می باشد. پس عملیات حرارتی روی این آلیاژها می تواند اثر چشم‌گیری داشته باشد و دارد.
انواع عملیات حرارتی فولاد
عملیات حرارتی فولاد به دو گروه سطحی و حجمی دسته بندی می شوند. عملیات حرارتی سطحی شامل موارد زیر می باشد؛
- کربن دهی (پودر – مایع – گازی)
- نیتروژن دهی
- کربن – نیتروژن دهی
- سخت کردن
- سیانید دهی
- سطحی موضعی
- بور دهی
- سختکاری سطحی شعله ای
- سختکاری سطحی اشعه ای
و عملیات حرارتی حجمی شامل موارد زیر می باشد؛
- آنیل کردن (بازپخت – کامل – هم دما)
- نرماله کردن
- تمپر کردن
- سختکاری
هدف اصلی از انجام عملیات حرارتی نرم کردن فولاد به منظور بهبود ماشینکاری، سخت کردن آن برای مقاومت در برابر سایش و پارگی، رفع تنش های داخلی، کاهش شکنندگی و تغییر خواص مغناطیسی و الکتریکی می باشد.
فرآیند عملیات حرارتی شامل سه مرحله می باشد. اول فولاد تا دمای معینی گرم شده و برای مدت زمان مشخصی در این دما نگه داشته می شود که در این زمان ریز ساختار فولاد را با توجه به دما تغییر می دهند. سپس فولاد با سرعت معین خنک می شود تا خواص آن به نقطه مطلوب برسد. بنابراین می توان بیان کرد که عملیات حرارتی یعنی گرم کردن و خنک کردن فلز که باعث تغییر در ساختار بلوری آلیاژ شده، و به منظور رسیدن به خواص مطلوب می باشد.
انواع ساختار بلوری فولاد
هر نوع عملیات حرارتی فولاد که سبب تشکیل ساختاری به غیر از مارتنزیت، با سختی کمتر و انعطاف پذیری بالا شود، آنیل کردن یا باز پخت می باشد. این مفهوم بسیار کلی است بنابراین آنیل کردن به مجموعه فرایندهای مشخص تر و دقیق تر از جمله آنیل کامل، آنیل هم دما، آنیل جزئی، آنیل کروی، آنیل نفوذی یا آنیل یکنواخت تقسیم بندی می شود. این تقسیم بندی طبق دمای عملیات، روش سرد کردن، ساختار و خواص نهایی آلیاژ صورت می گیرد.
در متالورژی یا علم مواد، آنیل کردن یک عملیات حرارتی تعریف شده که خواص و ویژگی های فیزیکی مواد را دچار تغییر می کند. همچنین باعث افزایش شکل پذیری و کاهش سختی آن و بهبود قابلیت انجام کار سرد می شود.
- فولاد آستنیتی: این فولاد غیرآهنربایی و غیرمغناطیسی است. در مجموع دارای ۱۸% کروم، ۸%نیکل و کمتر از ۸% کربن بوده و بزرگ ترین بخش بازار جهانی فولاد ضد زنگ را شامل می شود. در صنایع ظروف آشپزخانه، مواد غذایی و لوله کشی آب و موارد خورنده کاربرد فراوان و استفاده دارد.
- فولاد مارتسیست: این نوع فولاد دارای کروم، نیکل و کربن می باشد. این دسته از فولادهای مغناطیسی یا آهنربایی در صنایعی همچون تجهیزات دندانپزشکی و جراحی، ابزار برش و چاقوها کاربرد داشته و مورد استفاده قرار می گیرند.
فولاد فرینی: این گروه از فولاد حاوی نیکل، کروم و کربن کمتر از ۰٫۱% و عنصرهای آلیاژی مثل مولیبدن، آلومینیوم و تیتانیوم می باشند.
عملیات نرماله کردن فولاد
عملیات نرماله کردن نیز نوعی از عملیات حرارتی می باشد و حاصل آن ریزساختارهای پرلیتی، فریتی- پرلیتی و یا پرلیت- سمنتیت هستند. برای این عملیات محدوده دمایی آستنیته کردن فولادهای هیپویوتکتوئیدی مقداری بالاتر از گستره دمایی مربوط به آنیل کردن هست. اما برای فولادهای هایپریوتکتوئید در دمای حدوداً ۵۰ درجه سلسیوس بالای خط Acm می باشد. در پایان این فرآیند،قطعات در هوای آزاد سرد خواهند شد.
مهمترین اهداف نرماله کردن، ریز کردن دانه‌های بزرگ و درشتی می باشد که معمولاً در هنگام کار گرم در محدوده دمایی بالا یا در مرحله ی ریخته‌گری و انجماد ایجاد شده اند. به علت کاهش فاصله ما بین لایه‌های پرلیت در نرماله کردن، در مقایسه با آنیل کردن، سختی و استحکام زیاد شده و انعطاف‌پذیری کم می شود.
تفاوت نرماله کردن و آنیل کردن فولاد
فولاد در فرآیند نرماله کردن تا درجه حرارتی بالاتر نسبت به فرآیند آنیل کردن، گرم می شود. در مرحله مربوط به سرد کردن نیز قطعه در شیوه ی آنیل کردن، فلز فولاد در کوره سرد می‌شود اما در شیوه ی نرماله کردن، در هوای آزاد سرد خواهد شد.
فولادهای نرماله شده نیز نسبت به فولادهای آنیل شده، دارای دانه های ریزتر می باشد و استحکام بالاتری هم دارند. در مقابل، انعطاف فولادهای آنیله نسبت به فولادهای نرماله بالاتر است. لازم به ذکر است که برای سخت کردن قطعات، از روش‌های کوئینچ کردن، آستمپر و یا مارتمپر کردن استفاده می شود.
سخت کردن یا کوئینچ کردن باعث استحکام و مقاومت فولاد یا هر آلیاژ دیگری می شود و در برابر فشار و فرسایش مقاومت آن را افزایش می دهد. باید توجه کرد که فقط در زمانی از عملیات حرارتی کوئینچ کردن استفاده خواهد شد که سختی بسیار بالایی مورد نیاز باشد چون عملیات حرارتی کوئینچ سبب تردی و شکنندگی بیشتر قطعه فولادی می شود.
روش های گوناگون زیادی برای خرید فولاد وجود دارد که سفارش اینترنتی یکی از آنهاست. برای خرید، مشاوره قیمت و سفارش انواع فولاد های آلیاژی همین حالا با استفاده از دکمه ی تماس فوری در پایین همین صفحه تماس بگیرید. فولاد ارزان با سال ها تجربه آماده ارائه ی بهترین محصولات با مناسب ترین قیمت و خدمت رسانی به شما مشتریان گرامی می باشد.