خط ویژه
خــط ویــژه
021-63511

از فولادهای عملیات حرارتی در ساخت چه موارد استفاده می گردد؟

از فولادهای عملیات حرارتی پذیر جهت ساخت قطعاتی که تحت بارگذاری های شدید کششی، خمشی و پیچشی هستند، استفاده می گردد. فولادهای عملیات حرارتی پذیرغیر آلیاژی نظیر IASC1221 و IASC1191 برای ساخت قطعاتی باسطح مقطع کم و استحکام پایین به کار می روند، درحالی که فولادهای عملیات حرارتی پذیر آلیاژی (حاوی عناصر آلیاژی کرم، نیکل، مولیبدن و یا وانادیم) نظیر IASC6580 یاIASC7225   برای ساخت قطعاتی با سطح مقطع بزرگ استفاده می شوند که معمولاً تحت بارگذاری شدید قرار می گیرند. استحکام کششی این فولادها پس از سخت کاری و تمپر تا حدود 1300 N/mm2 قابل افزایش است.

آنالیز بعضی از فولادهای عملیات حرارتی پذیر

آنالیز بعضی از فولادهای عملیات حرارتی پذیر

ترکیب شیمیائی ( درصد )

نام فولاد

 

Ni

 

Mo

 

Cr

 

S

 

P

 

Mn

 

Si

 

C

 

 

 

<0.40

 

 

<0.10

 

 

<0.40

 

 

<0.035

 

 

<0.035

 

 

0.50-0.80

 

 

<0.40

 

 

0.42-0.50

 

 

IASC1191

 

 

1.80-2.20

 

 

0.30-0.50

 

 

1.80-2.20

 

 

<0.035

 

 

<0.035

 

 

0.30-0.60

 

 

<0.40

 

 

0.26-0.34

 

 

IASC6580

 

 

1.30-1.70

 

 

0.15-0.30

 

 

1.30-1.70

 

 

<0.035

 

 

<0.035

 

 

0.40-0.80

 

 

<0.40

 

 

0.30-0.38

 

 

IASC6582

 

 

-

 

 

0.15-0.30

 

 

0.90-1.20

 

 

<0.035

 

 

<0.035

 

 

0.50-0.80

 

 

<0.40

 

 

0.38-0.45

 

 

IASC7225

 

 کاربرد فولادهای عملیات حرارتی چیست؟

جهت ساخت قطعاتی با طول بلند در ماشین آلات و وسایل نقلیه که نیاز به انعطاف پذیری خوب، استحکام، مقاومت کششی و مقاومت بالا در برابر شکست دارند از این نوع فولاد استفاده می گردد. قطعاتی همچون میل لنگ ها، محورهای غیرهم مرکز، اجزاء و قطعات دندانه دار، شافت های مربوط به صنایع سیمان، شاسی اتومبیل و صفحه دیسک.

دماهای مناسب جهت انجام فرآیندهای عملیات حرارتی 

 نرماله:

دمای نرماله بین840-880  بوده و زمان نگهداری با توجه به ضخامت تعیین شده و سپس دردمای هوا سرد می شود.

آنیل کردن:

 ساختار پرلیتی: در دمای 845  حرارت داده می شود، سپس به صورت نسبتاً سریع تا755  سرد می گردد، آنگاه از 775  تا 665  با سرعت کمتر از h14  سرد می شود یا در دمای 845  حرارت داده سپس تا 675  سرد شده و به مدت 5 ساعت نگهداری می شود. ساختار کروی: در دمای 750  حرارت داده شده سپس تادمای 665  باسرعت کمتر از h 6 سرد می شود و یا در دمای 750  حرارت داده، سپس تا 670  به صورت تقریباً سریع سرد شده و سپس در همین دما تا 9 ساعت نگهداری می شود، ( ماکزیمم سختی 241 HB  است ).

سخت کاری:

دمای سخت کاری جهت  کوئنچ در آب بین 830-860 و کوئنچ  در روغن بین 840-870 می باشد، بهتر است برای سخت کاری شکل های پیچیده و ضخامت های نازک روش کوئنچ در روغن انتخاب گردد. پس از اینکه سطح نمونه به دمای آستینیته رسید زمان سخت کاری مساوی است با:

(mm) ضخامت نمونه*0.7 = زمان نگهداری(دقیقه)

تمپر:

بعد از سخت کاری بلافاصله باید فرآیند بازگشت یا همان تمپرینگ انجام گیرد، دمای بازگشت حدود 540-680 بوده و زمان نگهداری دردمای تمپر به دقیقه برابر ضخامت قطعه (mm2.5 است. ( لازم است بدانید حداقل زمان نگهداری یک ساعت می باشد. )

سخت کاری القایی و شعله ای:

دمای حرارت دادن سطحی در محدوده  875-900  می باشد که  قطعات ساده، پس از حرارت دادن در دمای فوق در آب یا آب و روغن و قطعات پیچیده، پس از حرارت دادن در دمای فوق در روغن کوئنچ شده، تا در دمای 200 بازگشت داده شوند.

نیتریده کردن:

نیتریده کردن بوسیله گاز آمونیاک صورت می گیرد، دراین روش یک لایه نازک سخت به وجود آمده که یک جزو مرکب از نیترید اپسیلن است در این حالت نه تنها مقاومت به سایش سطحی افزایش پیدا می کند بلکه استحکام خستگی برای شافتها حدود % 30 افزایش می یابد. این نوع فولادها  باید در ابتدا سخت کاری و بازگشت داده شده سپس نیتریده شوند. نیترید کردن باید آخرین مرحله در فرآیند باشد، چرا که هیچ عملیات دیگری را نمیتوان پس از نیتریده کردن روی فولاد انجام داد. برای مثال یک نوع سیکل نیتریده کردن به صورت زیرمی باشد:

  •  خشن کاری
  •  آستنیته کردن در دمای 845
  • کوئنچ کردن در روغن
  • بازگشت در دمای 620
  • ماشینکاری نهائی
  •  نیتریده کردن به مدت 24 ساعت در دمای 525  در محلول آمونیاک 30% یا نیتریده کردن در دمای 525  برای  ساعت با محلول آمونیاک %25، سپس نیتریده کردن در دمای 565  برای 20 ساعت با محلول آمونیاک 70-80%.

ترتیب عملیات انجام عملیات حرارتی به چه صورت است؟

1. کارگرم 

2.نرماله     

3.آنیل   

4.خشن کاری    

5. آستنیته کردن       

6.کوئنچ

7.بازگشت دادن           

8.ماشینکاری نهایی             

9. نیتریده کردن

دماهای بحرانی

Ac1=730، Ac3=800، Ms=360

تغییرات خواص فیزیکی بعد از انجام عملیات حرارتی به چه صورت خواهد بود؟

دما ( )

 

20

چگالی  (3 g/cm)

 

7.85

ضریب هدایت حرارت(W/m.k)

 

42

مقاومت ویژه الکتریکی(Cm.10-4.)

 

0.19

 

 

محدوده دما ( )

 

20

 

100

 

200

 

300

 

400

 

500

 

600

 

مدول الاستیسیته (103N/mm2)

 

210

 

205

 

195

 

185

 

175

 

165

 

155

 

 

محدوده دما( )

 

 

20-100

 

 

20-200

 

 

20-300

 

 

20-400

 

 

20-500

 

 

20-600

ضریب انبساط حرارتی10-6m/m )

 

 

11.1

 

 

12.1

 

 

12.9

 

 

13.5

 

 

13.9

 

 

14.1

 

تغییرات خواص مکانیکی پس از عملیات نرماله کردن دردمای محیط 

 

محدوده قطر

(mm)

 

حداقل مقدار استحکام تسلیم (yp)

(N/mm2)

 

مقداراستحکام نهایی

 

(UTS)

(N/mm2)

 

حداقل کاهش

سطح مقطع (%)

 

حداقل ازدیادطول

EL%

 

حداقل انرژی ضربه

J(DVM)

 

 

طولی

 

 

مورب

 

 

عرضی

 

 

طولی

 

 

مورب

 

 

عرضی

 

 

<100

 

 

330

 

 

590-750

 

 

40

 

 

18

 

 

-

 

 

-

 

 

38

 

 

-

 

 

-

 

 

100-250

 

 

325

 

 

590-750

 

 

-

 

 

18

 

 

14

 

 

12

 

 

31

 

 

24

 

 

17

 

 

250-500

 

 

305

 

 

590-720

 

 

-

 

 

16

 

 

13

 

 

11

 

 

27

 

 

21

 

 

14

 

 

500-1000

 

 

295

 

 

590-720

 

 

-

 

 

15

 

 

12

 

 

10

 

 

24

 

 

17

 

 

14

 

تغییرات خواص مکانیکی پس از سختکاری و تمپر در دمای محیط 

محدوده قطر

(mm)

 

حداقل مقدار استحکام تسلیم (yp)

(N/mm2)

مقداراستحکام نهایی

(UTS)

(N/mm2)

حداقل کاهش

سطح مقطع (%)

حداقل ازدیادطول

EL%

حداقل انرژی ضربه

J(DVM)

 

 

طولی

 

 

مورب

 

 

عرضی

 

 

طولی

 

 

مورب

 

 

عرضی

 

 

<16

 

 

480

 

 

700-850

 

 

35

 

 

14

 

 

-

 

 

-

 

 

27

 

 

-

 

 

-

 

 

16-40

 

 

410

 

 

650-810

 

 

40

 

 

16

 

 

-

 

 

-

 

 

27

 

 

-

 

 

-

 

 

40-100

 

 

370

 

 

620-780

 

 

45

 

 

17

 

 

-

 

 

-

 

 

27

 

 

-

 

 

-

 

 

100-250

 

 

345

 

 

590-740

 

 

45

 

 

18

 

 

15

 

 

12

 

 

27

 

 

24

 

 

17

 

 

250-500

 

 

325

 

 

590-740

 

 

45

 

 

18

 

 

14

 

 

11

 

 

27

 

 

21

 

 

14

 

 

500-750

 

 

320

 

 

550-740

 

 

45

 

 

18

 

 

14

 

 

10

 

 

25

 

 

20

 

 

14

 

مقدار تضمین شده برای استحکام تسلیم در دماهای مختلف (دروضعیت سختکاری و تمپر) به چه میزان خواهد بود؟

 

 

دما محدوده قطر(mm)

 

20

100

200

250

300

350

 

 

40>

 

 

410

 

 

365

 

 

325

 

 

300

 

 

270

 

 

230

 

 

40-250

 

 

345

 

 

314

 

 

284

 

 

255

 

 

235

 

 

206

 

 

250-500

 

 

325

 

 

296

 

 

265

 

 

245

 

 

226

 

 

196

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*استحکام تسلیم برحسب N/mm2 میباشد.

به کانال تلگرام حامیران بپیوندید

امتیاز به این مطلب:
امتیاز: 3 از 5 - 5 رای

نظرات کاربران

بازگشت