فولاد یکی از پرکاربردترین مواد در صنعت است که به دلیل ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی خاص خود، در زمینه‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از مهم‌ترین فرآیندهایی که به بهبود خواص فولاد کمک می‌کند، عملیات حرارتی است. در این مقاله، به بررسی انواع فولادهای عملیات حرارتی، مراحل انجام این فرآیند، تأثیرات آن بر خواص فولاد و کاربردهای آن در صنایع مختلف خواهیم پرداخت. همچنین در انتها به قیمت فولاد عملیات حرارتی خواهیم پرداخت.
فولادهای عملیات حرارتی آلیاژی، که حاوی عناصر آلیاژی مانند کرم، نیکل، مولیبدن یا وانادیم هستند، برای ساخت قطعاتی با سطح مقطع بزرگ استفاده می‌شوند که معمولاً تحت بارگذاری‌های شدید قرار می‌گیرند. استحکام کششی این فولادها پس از سختکاری و تمپر به حدود 1300 n/mm2 افزایش می‌یابد.
فولادهای عملیات حرارتی پذیر غیرآلیاژی برای ساخت قطعاتی با سطح مقطع کم و استحکام پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند که تحت بارگذاری‌های شدید کششی، خمشی و پیچشی قرار می‌گیرند.
قطعات بلند در ماشین‌آلات و وسایل نقلیه که نیاز به استحکام بالا، مقاومت کششی زیاد، انعطاف‌پذیری مناسب و مقاومت بالا در برابر شکست دارند، از این نوع فولاد ساخته می‌شوند. از جمله این قطعات می‌توان به میل‌لنگ‌ها، محورهای غیرهم‌مرکز، اجزاء و قطعات دندانه‌دار، شفت‌های مربوط به صنایع سیمان، شاسی اتومبیل و صفحه دیسک اشاره کرد.
عملیات آنیلینگ به منظور نرم کردن فلزات و بهبود شکل‌پذیری کلی آن‌ها انجام می‌شود. این فرآیند شامل افزایش دمای فلزات به بالاتر از دمای مشخص است تا ریزساختار آن‌ها تغییر کند. پس از قرار گرفتن در معرض حرارت بالا، فلزات به آرامی سرد می‌شوند تا امکان پردازش بیشتر فراهم شود و در عین حال هرگونه پتانسیل برای ترک خوردن فلز از بین برود. فولادها معمولاً آنیل می‌شوند، اما فلزات دیگری همچون مس، آلومینیوم و برنج نیز می‌توانند تحت این فرآیند قرار گیرند.
هدف از آنیلینگ، گرم کردن فلزات به حدی است که بسیار نرم شوند و در نتیجه روش‌های ساده‌تری برای دستکاری ساختار کلی فلز فراهم شود. فولادهای پرآلیاژ با محتوای کربن بالا نیز می‌توانند تحت این فرآیند قرار گیرند.
پس از آنیلینگ، فلز از طریق فرآیند نرماله می‌شود. در این روش، فلز جامد تا دمای بالای 40 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. فرآیند نرماله موجب تشکیل ساختارهای همگن می‌شود که خواص منحصر به فرد بیشتری دارند. مهم‌تر از همه، این فرآیند فقط برای فلزات آهنی قابل اجرا است و با آنیلینگ متفاوت است.
هدف اصلی نرماله‌سازی، کاهش تنش‌های ناشی از ماشین‌کاری و همچنین تنش‌های ناشی از ریخته‌گری است. در این روش، دما بالا رفته و سپس اجازه داده می‌شود تا در هوا خنک شود.
این تکنیک باید با رعایت تمام نکات ایمنی و در شرایط مناسب برای دستیابی به نتایج دقیق انجام شود.
به دلیل ویژگی‌های فلزات پس از فرآیند کوئنچ، به این روش سخت شدن نیز می‌گویند. در این فرآیند، ابتدا دمای فلز جامد افزایش می‌یابد و سپس به سرعت خنک می‌شود.
این فرآیند خنک‌سازی سریع به حفظ خواص مکانیکی و فیزیکی کمک می‌کند و تضمین می‌کند که ساختار فلز همگن باقی بماند. کوئنچ به ویژه برای آلیاژهای آهنی توصیه می‌شود، زیرا این روش فلز را سخت می‌کند و شکل‌پذیری آن را کاهش می‌دهد. پس از گرم شدن بالاتر از دمای بحرانی، فلز می‌تواند با عبور از هوا، آب یا هر مایع پلیمری خنک شود.
این فرآیند، مانند نرماله‌سازی، برای سخت شدن فلز استفاده می‌شود. با این حال، یکی از معایب فرآیند کوئنچ این است که می‌تواند فلز را شکننده کند. اما این مشکل با گرم کردن مجدد آن قابل حل است.
نیتریدینگ یکی از فرآیندهای عملیات حرارتی فولادها به شمار می‌آید. در این فرآیند، گاز نیتروژن بر روی سطح ماده فلزی جامد پخش می‌شود. گاز نیتروژن به‌طور مؤثری بر روی سطح فلز جذب شده و آن را محکم‌تر و مستحکم‌تر می‌کند. این تکنیک به‌ویژه برای فولادهای کم‌آلیاژ، آلومینیوم و تیتانیوم توصیه می‌شود.
فرآیند نیتریدینگ به دو نوع تقسیم می‌شود:
این فرآیند معمولاً طی ۴۸ ساعت انجام می‌شود و به‌طور چشمگیری مقاومت در برابر سایش و کیفیت سایش فلز جامد را افزایش می‌دهد. مهم‌تر از همه، خواص خمشی و خستگی فلز در مواجهه با نیروهای قوی بهبود می‌یابد. این فرآیند باید با رعایت احتیاطات ایمنی و تحت شرایط و دماهای خاص انجام شود.
فولاد حرارت‌دهی‌شده که تحت تنش‌های شدید قرار گرفته است، “تنش‌زدا” نامیده می‌شود. این فرآیند به‌منظور حذف تنش‌های القایی در آلیاژ یا فلز به کار می‌رود. تنش‌های مزبور ممکن است در اثر فرآیندهای مختلفی مانند ماشین‌کاری، نورد، آنیل و غیره ایجاد شود.
در این روش، فلز ابتدا در دمای بالا گرم می‌شود و سپس تحت فشار در هوا خنک می‌شود. این فرآیند برای عملیات حرارتی مناسب آلیاژ فولاد ضروری است. در این روش، فلز بدون هرگونه تنش القایی یا ناخواسته بر روی لایه بالایی خود خالص می‌شود. این فرآیند زمان‌بر نبوده و به‌طور کلی در دسترس است.
سخت شدن فولاد کربنی به دلیل تشکیل مارتنزیت باعث بهبود سختی مواد می‌شود. این کار با خنک کردن فولاد از ناحیه آستنیت در روغن، آب یا محلول آب‌نمک انجام می‌گیرد. از سوی دیگر، تمپرینگ پس از فرآیند سخت شدن به‌منظور القای شکل‌پذیری و چقرمگی ریزساختار به کار می‌رود. دمای تمپرینگ کمتر از دمای فرآیند سخت شدن است.
ریخته‌گری فولاد و فرآیندهای فلزکاری اولیه ممکن است عیوب مختلفی مانند ریزساختار درشت، جداسازی ناخالصی‌ها، نرمی و تنش را ایجاد کنند. تمامی این عیوب ایجاد شده در فرآیند تولید اولیه را می‌توان با استفاده از عملیات حرارتی بازیابی یا برطرف کرد.
اهمیت کاربرد فولاد عملیات حرارتی و نقش فولاد حامیران
در نهایت، کاربرد فولادهای عملیات حرارتی در صنایع مختلف به‌ویژه در حوزه‌های خودرو، هوافضا، ساخت‌وساز و نفت و گاز، به‌طور چشمگیری به بهبود خواص مکانیکی و عملکردی این مواد کمک می‌کند. با توجه به اهمیت ویژگی‌هایی چون سختی، مقاومت به سایش و انعطاف‌پذیری، انتخاب صحیح نوع فولاد و فرآیند عملیات حرارتی مناسب می‌تواند تأثیر بسزایی بر کیفیت و عمر مفید محصولات نهایی داشته باشد.
فولاد حامیران به‌عنوان یکی از تأمین‌کنندگان معتبر فولاد در بازار، با ارائه انواع فولادهای عملیات حرارتی با کیفیت بالا و مشاوره‌های تخصصی، به مشتریان خود کمک می‌کند تا بهترین انتخاب را برای نیازهای صنعتی خود داشته باشند. با انتخاب فولاد حامیران، شما نه‌تنها از کیفیت برتر محصولات بهره‌مند می‌شوید، بلکه از خدمات مشاوره‌ای و پشتیبانی حرفه‌ای نیز برخوردار خواهید بود.
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
