عملیات حرارتی فولاد


1398/10/7



عملیات حرارتی فولاد

عملیات حرارتی روشی مورد توجه، برای تغییر خواص مکانیکی فلزات خاص است. در صورتی که با این روش، ترکیبات شیمیایی این فلزات بدون تغییر بماند از آن برای رسیدن به شرایط محیطی که در آن از این فلز استفاده می‌شود. روش های عملیات حرارتی متنوع است. این روش‌ها شامل انیل کردن، نرماله کردن، تمپر کردن و... می‌باشد که در بین این روش ها، کوئنچ کردن معروف است.

عملیات حرارتی برای افزایش یا بهبود استحکام ، سختی ، چقرمگی و ... انجام می‌شود. در هنگام عملیات حرارتی فولاد، فرآیندهای مختلف به مطلوب شدن این فلز برای استفاده در کاربردهای مختلف کمک می‌کنند.

 

تمپر کردن چیست؟

تمپر کردن Tempering یا بازپخت، شامل چند مرحله کلی است.  1. گرم کردن مجدد فولاد تا زیر دمای بحرانی آن، 2. نگه داشتن در این دما به مدت مشخص و 3. سپس آهسته سرد کردن فولاد تا رسیدن به دمای محیط. دما و زمان تمپر به عوامل مختلفی از قبیل انواع فولاد و خواص مکانیکی فولاد مورد نظر بستگی دارد. در دمای بالا چکش خواری افزایش اما استحکام و سختی کاهش می‌یابد. در صورتی که در دمای پایین، شاهد عکس این قضیه می‌باشیم. پس برای رسیدن به خواص فیزیکی معین با حداقل خزش و تنش های داخلی، باید یک دمای مناسب برای تمپر انتخاب شود.  در این دما سطح سختی و استحکام مطلوب باید ایجاد شود. این عمل بر روی تمام فولاد های کربنی که سخت شده اند، انجام می‌شود تا از شکنندگی آن‌ها کاسته شود که بتوان از این فولاد ها در برنامه های مورد نظر به طور موثر استفاده کرد. تمپر کردن باعث می‌شود تا کربن به دام افتاده در یک ساختار مارنزیتی متفرق شود و تنش های داخلی حاصل از عملیات قبلی روی فولاد از بین برود.

 

نحوه انجام عملیات تمپر

برای رسیدن به دمای بحرانی فولاد، باید از کوره ها استفاده کنیم که کوره های رایج در این عملیات؛ کوره های گازی، کوره های مقاومت الکتریکی یا کوره های القایی هستند. غالبا، این گرمایش در خلأ یا توسط گاز بی اثر انجام می‌شود که باعث محافظت فولاد در برابر اکسیداسیون می‌شود. زمانی که کوره به دمای مورد نظر رسید، متوقف می‌شود و سپس کوره خاموش شده و فولاد با سرعت از پیش تعیین شده خنک می‌شود.

 

 

تمپر کردن فولاد

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چه زمانی از تمپر کردن استفاده می‌کنیم؟

- تمپر معمولا بعد از کوئنچ کردن انجام می‌شود. گرم کردن یک فولاد کربن و سریع کوئنچ کردن آن، می‌تواند فولاد را خیلی سخت و شکننده کند. در صورتی که عملیات تمپر کردن می‌تواند بخشی از شکل پذیری فولاد را بازگرداند.

- برای کاهش سختی فولاد به دلیل گرم شدن موضعی در ناحیه جوش و جلوگیری از ترک خوردن آن، عملیات تمپر کردن را انجام می‌دهیم که باعث آزاد شدن تنش های حاصل از جوشکاری فولاد می‌شود.

- موادی که کار سخت می‌شوند مقدار زیادی تنش های باقی مانده دارند که برای کاهش این تنش ها، فولاد را تمپر می‌کنیم.

 

کوئنچ کردن چیست؟

کوئنچ  Quenchingنوعی عملیات حرارتی فولاد است. در کوره فولاد را تا یک نقطه دمایی ثابتی گرم می‌کنند که این دما بالا تر از دمای تبلور مجدد و پایین تر از نقطه ذوب فولاد می‌باشد. هنگامی که به دمای موردنظر رسید کوره خاموش شده و عمل کوئنچ کردن آغاز می‌شود. این کار به این منظور که فولاد را سریع خنک کرده تا به دمای محیط برسد.

 

روش های کوئنچ کردن

فولاد را می‌توان در هوا، روغن، اب و یا اب نمک خنک کرد. روغن ملایم ترین و آب ​​نمک دارای قوی‌ترین اثر کوئنچ است. آب بین این دو است. اما سرعت سرد شدن در آب نمک از همه بیشتر است.

 

ساختار فولاد پس از کوئنچ

نوع کوئنچ بستگی به نوع کاربرد دارد. معمولا پس از کوئنچ، ساختار مارنزیت دیده می شود. فولاد سخت تر و شکننده تر می شود و همچنین توانایی مقاومت در برابر سایش و لرزش ها را ندارد. با این که مقاومت به سایش مارنزیت بیشتر است اما نمی‌تواند خزش و فشار ضربه را تحمل کند.
رایج ترین عملیات حرارتی برای صفحات ، محصولات لوله ای و ریل ها، عملیات حرارتی کوئنچ و تمپر است. صفحات بزرگ در کوره های نوع غلتکی یا پرتویی گرم می‌شوند، در محفظه های مخصوصی کوئنچ می‌شوند و سپس در یک کوره جداگانه با دمای پایین تمپر می‌شوند.

 

تهیه شده توسط تیم تولید محتوای فولاد ایرانیان

Top
لوگو ساماندهی