عملیات حرارتی یکی از فرآیندهای کلیدی در صنعت فولاد است که به‌منظور تغییر خواص فیزیکی و مکانیکی ورق‌های فولادی به کار می‌رود. این فرآیند می‌تواند به بهبود سختی، مقاومت به سایش، انعطاف‌پذیری و سایر ویژگی‌های مواد کمک کند. در این مقاله، به بررسی انواع عملیات حرارتی، فرآیندها و تأثیرات آن بر روی ورق‌ها خواهیم پرداخت. همچنین، در انتها به اهمیت قیمت ورق و تأثیر آن بر تصمیم‌گیری‌های صنعتی خواهیم پرداخت.
عملیات حرارتی به مجموعه‌ای از فرآیندها اطلاق می‌شود که در آن مواد فلزی، معمولاً در شکل اندازه‌گیری شده‌ای مانند ورق، به‌گونه‌ای پردازش می‌شوند که خصوصیات آن‌ها، از جمله سختی، مقاومت، پلاستیسیته، ریزساختار و دیگر خواص مکانیکی و فیزیکی بهبود یابند یا تغییر کنند. این فرآیندها عمدتاً با تغییر دماهای مواد و سپس خنک‌کردن آن‌ها انجام می‌شوند، بدون آنکه مواد فلزی تغییر شکل فیزیکی مهمی از خود نشان دهند.
تأکید اصلی در این فرآیندها بر روی تغییر ریزساختار مواد فلزی است. این ریزساختار می‌تواند با تغییرات در دما و سرعت خنک‌شدن کنترل شود. عملیات حرارتی معمولاً در صنایع مختلفی از جمله فولادسازی، خودروسازی، ماشین‌سازی و ساخت و ساز استفاده می‌شود.
هدف از سختکاری، علاوه بر افزایش سختی، افزایش مقاومت فولاد آلیاژی است. اگر ورق آلیاژی مقدار کربن کافی در ترکیب خود داشته باشد، می‌توان با حرارت دادن و سپس به‌سرعت کوئنچ کردن (خنک‌سازی) آن را سخت کرد. در طی این فرآیند، ریزساختار آستنیت ایجاد می‌شود که ممکن است از نوع فریت، مارتنزیت یا سمنتیت باشد. با انجام عملیات سختکاری، سختی و مقاومت ورق آلیاژی افزایش می‌یابد، اما در عین حال، شکنندگی آن افزایش می‌یابد و قابلیت شکل‌پذیری کاهش می‌یابد. بنابراین، معمولاً پس از سختکاری، فولاد را تمپر می‌کنند تا شکنندگی آن کاهش یابد.
سختکاری ورق آلیاژی در سه مرحله انجام می‌شود. در مرحله اول، فولاد را تا دمای مشخصی به‌آهستگی گرم کرده و سپس برای مدت زمان معینی به‌صورت یکنواخت غوطه‌ور می‌کنند تا دما کاهش یابد. مرحله سوم ممکن است بسته به نوع فولاد متفاوت باشد. در اکثر موارد، قطعه فولادی به‌سرعت در آب یا روغن فرو برده و خنک می‌شود که به این کار کوئنچ کردن می‌گویند. در برخی از موارد نیز نیازی به این کار نیست و اجازه می‌دهند فولاد در هوای آزاد خنک شود.
معمولاً فولادهای کربن مانند A36 را در آب یا آب و نمک کوئنچ می‌کنند، ولی فولادهای آلیاژی مانند MO40 در روغن خنک‌سازی می‌شوند. انواع مختلف سختکاری شامل سختکاری القایی، شعله‌ای و موضعی هستند.
این عملیات بر روی فولادهای کربنی مانند CK45 به‌منظور کاهش سختی و در نتیجه کاهش شکنندگی پس از سختکاری انجام می‌شود. دمای تمپر کردن به کاربرد محصول فولادی بستگی دارد. به‌طور کلی، هرچه درجه حرارت پایین‌تر باشد، استحکام و سختی بیشتر خواهد بود. از طرف دیگر، هر چه دما بالاتر باشد، قطعه کار نهایی نرم‌تر خواهد شد.
برای تمپر کردن فولاد، آن را تا دمایی پایین‌تر از دمای سختکاری گرم می‌کنند. سپس اجازه می‌دهند فولاد برای مدت زمان مشخصی در آن دما قرار بگیرد و بعد آن را در هوای آزاد خنک می‌کنند. با این کار، تنش‌های داخلی نیز از بین می‌روند.
آنیل کردن، دقیقاً برعکس عملیات سختکاری است. این فرآیند شامل گرم کردن فولاد تا دمای بحرانی، غوطه‌ور کردن آن و سپس خنک‌کردن به‌آرامی است. خنک‌سازی معمولاً با مدفون کردن قطعه در نوعی ماده عایق انجام می‌شود. مدت زمان غوطه‌وری فولاد به نوع و جرم آن بستگی دارد. اگر فولاد کم‌کربن باشد، به بالاترین درجه حرارت نیاز است و با افزایش مقدار کربن، دمای آنیلینگ کاهش می‌یابد.
آنیل کردن باعث نرم‌تر شدن فولاد و افزایش قابلیت ماشین‌کاری و کارپذیری آن می‌شود. ورق‌های آلیاژی می‌توانند تحت عملیات مختلف آنیلینگ مانند تبلور مجدد، آنیلینگ کامل، جزئی و پایانی قرار گیرند.
جوشکاری ورق آلیاژی بدون انجام پیش‌گرمایش در دمای مناسب می‌تواند منجر به ایجاد فلزی شود که قسمت‌های مختلف آن تحت دمای متفاوت قرار گرفته است. در چنین شرایطی، جوشکاری باعث ایجاد تنش‌های داخلی در کنار محل جوش و شکنندگی آن می‌شود. برای رفع این مشکل، می‌توان از عملیات آنیل برای از بین بردن تنش‌های داخلی استفاده کرد.
عملیات نرماله کردن و آنیل کردن دو روش حرارتی متفاوت هستند که هر کدام برای بهبود خواص مکانیکی ورق آلیاژی به کار می‌روند. در آنیل کردن، ورق آلیاژی به دمای بالا (معمولاً بالاتر از دمای بحرانی) گرم می‌شود و سپس به‌آرامی و به‌تدریج خنک می‌شود. این عملیات باعث تشکیل ریزساختار فریت و سمنتیت در ورق می‌شود که بهبودهایی مانند استحکام و سختی را به ورق می‌دهد، اما شکل‌پذیری آن را کاهش می‌دهد.
در عملیات نرماله کردن، ورق آلیاژی نیز به دمای بالا گرم می‌شود، اما در این حالت به‌سرعت‌تر خنک می‌شود. این سرعت خنک شدن بیشتر، باعث حفظ ریزساختار فریت در مقابل تبدیل آن به سمنتیت می‌شود. به عبارت دیگر، این عملیات به تولید یک ریزساختار فریتی تقریباً نازک که بسیار مقاوم است و خواص مکانیکی بهتری را فراهم می‌کند، کمک می‌کند.
از آنجا که فولاد نرمال شده معمولاً دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به وضعیت قبلی خود است، برای قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر ضربه یا بارهای سنگین دارند، معمولاً عملیات نرماله کردن انجام می‌شود. این عملیات می‌تواند به کاهش تنش‌های ناشی از فرآیندهای مختلف مانند جوشکاری، ریخته‌گری یا خنک‌سازی کمک کند و در نتیجه خواص مکانیکی ورق را بهبود بخشد.
تنش‌زدایی یک فرآیند حرارتی است که برای کاهش تنش‌های داخلی در قطعات فولادی به کار می‌رود. این تنش‌ها معمولاً به‌دلیل فرآیندهای پیشینی مانند ماشین‌کاری، شکل‌دهی، جوشکاری و یا حتی خنک‌سازی سریع ایجاد می‌شوند.
در این فرآیند، دمای فولاد به نزدیک‌ترین دمای بحرانی آن (نقطه آستنیت) کاهش می‌یابد تا تنش‌های داخلی در محدوده مادون قابل کنترل قرار گیرند. سپس، قطعه فولادی به‌طور آهسته و یکنواخت خنک می‌شود. این فرآیند باعث کاهش تنش‌های داخلی در قطعه و بازسازی ریزساختار آن می‌شود.
تنش‌زدایی می‌تواند مزایای زیادی داشته باشد، از جمله افزایش استحکام، دوام، کاهش احتمال خستگی و شکست، و بهبود خواص مکانیکی و عملکرد کلی قطعه. این فرآیند معمولاً برای قطعاتی که به‌دلیل تنش‌های داخلی ممکن است در معرض خطر شکست یا خستگی قرار بگیرند، مانند قطعات از فولاد درونی و قطعات جوش‌دار، انجام می‌شود.
فرآیند کربن‌دهی (که به‌عنوان سختکاری سطحی نیز شناخته می‌شود) روشی است که برای افزایش محتوای کربن در سطح فولاد کم‌کربن و سپس افزایش سختی سطحی آن به کار می‌رود.
در این فرآیند، فولاد کم‌کربن در حضور یک ماده دیگر (مانند گاز متان یا گاز آمونیاک) گرم می‌شود و ماده دیگر از خود کربن آزاد می‌کند. کربن آزاد شده در اثر این تجزیه به سطح فولاد جذب می‌شود و در نتیجه مقدار کربن در سطح آن افزایش می‌یابد.
این افزایش در محتوای کربن سطحی باعث ایجاد لایه‌ای سخت بر روی سطح فولاد می‌شود که مقاومت به سایش و سختی آن را افزایش می‌دهد. این فرآیند معمولاً در صنایع مختلف، به‌ویژه در تولید قطعاتی مانند دنده‌ها، بلبرینگ‌ها و سایر قطعات که نیاز به سختی سطحی بالا دارند، استفاده می‌شود.
اهمیت عملیات حرارتی بر روی ورق‌ها و نقش فولاد حامیران
عملیات حرارتی نقش بسیار مهمی در بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی ورق‌های فولادی ایفا می‌کند. این فرآیندها، از جمله سختکاری، تمپر کردن، آنیل کردن و کربن‌دهی، می‌توانند به‌صورت هدفمند برای دستیابی به خواص موردنظر و افزایش کارایی ورق‌ها به کار روند.
همچنین، با توجه به تأثیر قیمت ورق بر تصمیم‌گیری‌های صنعتی و نیاز به تأمین مواد اولیه با کیفیت، بررسی این عملیات حرارتی و تأثیرات آن بر روی ورق‌ها می‌تواند به انتخاب بهینه و افزایش کیفیت محصولات نهایی کمک کند.
فولاد حامیران به‌عنوان یک تامین‌کننده معتبر در زمینه ارائه ورق‌های فولادی با کیفیت بالا، خدمات مشاوره‌ای و تخصصی در زمینه انتخاب نوع مناسب ورق و عملیات حرارتی را نیز ارائه می‌دهد. با انتخاب محصولات فولاد حامیران، نه‌تنها از کیفیت برتر برخوردار خواهید شد، بلکه از تجربیات و دانش این شرکت در زمینه بهینه‌سازی خواص ورق‌های فولادی نیز بهره‌مند خواهید شد. این انتخاب می‌تواند تأثیر چشمگیری بر موفقیت پروژه‌های صنعتی و افزایش کارایی تولید داشته باشد.
نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *
نام*
ایمیل*
وبسایت
ذخیره نام، ایمیل و وبسایت من در مرورگر برای زمانی که دوباره دیدگاهی مینویسم.
Δ
صفحه نخست
محصولات
تلگرام
اینستاگرام
