آیا تا به حال به این فکر کرده اید که فرایند نرماله کردن چه تأثیری بر خواص فلزات دارد؟ فرایند نرماله کردن، یک عملیات حرارتی است. در دنیای امروز، جایی که کیفیت و دوام مواد اولیه اهمیت ویژه ای دارد، نرماله کردن به عنوان یکی از اصلی ترین عملیات های حرارتی شناخته می شود که به قطعات فلزی کمک می کند تا در برابر تغییرات دما و فشار مقاوم تر شوند. در این مقاله به بررسی جزئیات این فرآیند می پردازیم.
نرماله کردن یکی از مراحل مهم در فرآیندهای حرارتی آهنگری است. هنگامی که قطعات آهنگری قبل از کربوریزه شدن یا سخت شدن و تمپر کردن نرماله می شوند، از محدوده بالایی دمای نرماله سازی استفاده می شود. اما زمانی که نرماله کردن به عنوان عملیات حرارتی نهایی در نظر گرفته می شود، از محدوده دماهای پایین تر بهره برداری می شود.
هر کوره با اندازه مناسب می تواند برای نرماله کردن استفاده شود. نوع و اندازه کوره به عوامل مختلفی بستگی دارد. در یک کوره پیوسته، نمونه های آهنگری که باید نرمال شوند، معمولاً در تشتک های کم عمق قرار می گیرند و یک مکانیزم فشاری در انتهای بارگیری کوره، تشت ها را از طریق کوره منتقل می کند. مشعل های کوره که در دو طرف کوره زیر اجاق قرار دارند، روشن می شوند و محصولات احتراق در امتداد دیواره های عایق صدا بالا رفته و به سمت سقف کوره هدایت می شوند.
در فرایند نرماله کردن، از کنترل کننده جو استفاده نمی شود. محصولات احتراق از طریق درگاه هایی که دو طرف کل اجاق را پوشانده اند، وارد منطقه کار می شوند. یک کوره معمولی به طول 9 متر و دارای 18 مشعل گازی (یا 9 مشعل نفتی) در هر طرف است. برای کنترل دما، چنین کوره ای به سه ناحیه 3 متری تقسیم می شود که هر کدام دارای یک ترموکوپل عمودی است که از طریق سقف کوره به داخل آن امتداد می یابد.
نمونه های آهنگری کوچک معمولاً به همان صورتی که دریافت می شوند، نرماله می شوند. یک کوره معمولی دارای پنج تشت در هر یک از سه منطقه است. گرمایش به گونه ای تنظیم می شود که قطعه کار به دمای نرماله در آخرین منطقه برسد. پس از عبور از آخرین منطقه، تشت ها بر روی یک نوار نقاله خنک کننده تخلیه می شوند. قطعه کار، در حالی که هنوز در تشت است، در هوای ساکن تا دمای زیر 480 درجه سانتی گراد خنک می شود.
سپس آن را در جعبه های حمل و نقل تخلیه می کنند، جایی که تا دمای اتاق خنک می شود. مجموع زمان کوره تقریباً 3.5 ساعت است، اما در این مدت قطعه کار در دمای نرماله فقط برای 1 ساعت نگه داری می شود. نرماله سازی برای فورجینگ های قالب باز بزرگ معمولاً در کوره های دسته ای انجام می شود که به صورت پیرومتریک تا محدوده دمایی خاصی کنترل می شوند. نمونه های آهنگری به مدت کافی در دمای نرماله نگه داشته می شوند تا آستنیته شدن کامل و محلول کاربید رخ دهد (معمولاً یک ساعت در هر اینچ ضخامت مقطع) و سپس در هوای ساکن سرد می شوند.
در آهنگری شفتی از فولاد ریزدانه، تنها یک انتهای میله آهنگری گرم می شود تا قسمت فلنج چرخ را تشکیل دهد. هنگامی که قطعه در مقطع از انتهای فلنج تا انتهای سرد بررسی می شود، شرایط متالورژیکی به وضوح مشخص می شود. ناحیه فلنجی داغ محور به دلیل کار داغ در دمای آهنگری (تقریباً 1095 درجه سانتی گراد) ساختار ریزدانه ای را نشان می دهد. با این حال، بخش مجاور فلنج که همچنین تا دمای آهنگری گرم شده اما گرم کار نشده است، ساختار دانه درشتی را نمایان می کند. نزدیک تر به انتهای سرد شفت، ناحیه ای که به دمای حدود 705 درجه سانتی گراد رسیده، ساختار کروی ای را نشان می دهد.
انتهای سرد شفت اندازه دانه ریز اولیه خود را در طول عملیات آهنگری حفظ کرده است. در مراحل بعدی، این شفت قرار است به صورت مکانیکی صاف، ماشینکاری و به صورت القایی سخت شود. به دلیل ساختار دانه مخلوط، این عملیات مشکلات متعددی را به وجود می آورد. ناحیه درشت دانه مجاور فلنج در جهت عرضی بسیار ضعیف است و در صورت انجام عملیات صاف کردن شدید در این بخش، احتمال شکستگی وجود دارد.
ناحیه کروی شده به سختی القایی به اندازه کافی پاسخ نمی دهد زیرا سرعت محلول این نوع تشکیل کاربید برای سرعت نسبتاً سریع گرمایش القایی بسیار کند است. علاوه بر این، ساختار متالورژیکی مخلوط مشکلاتی را در ماشین کاری ایجاد می کند. در نتیجه، قبل از صاف کردن، ماشینکاری و سخت شدن القایی، برای ایجاد یک ساختار ریزدانه یکنواخت در سراسر محور، نرماله کردن ضروری است.
برخلاف شافت محور با کربن متوسط که در پاراگراف های قبل مورد بحث قرار گرفت، نمونه های آهنگری ساخته شده از فولادهای کربنی حاوی 0.25% کربن یا کمتر به ندرت نرماله می شوند. فقط کوئنچ کردن شدید از بالای دمای آستنیته تأثیر قابل توجهی بر ساختار یا سختی آنها خواهد داشت.
نرماله و تمپر کردن همچنین به عنوان یک عملیات ترجیحی برای ارتقای پایداری ساختاری آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت، مانند AMS 6304 (0.45٪ کربن، 1٪ کروم، 0.5٪ مولیبدن و 0.3٪ وانادیم) در دماهای تا 540 درجه سانتی گراد محسوب می شود. چرخ ها و حلقه های فاصله دهنده ای که در انتهای سرد کمپرسورهای موتور توربین گازی هواپیما استفاده می شوند، نمونه ای از قطعاتی هستند که برای ارتقای پایداری ساختاری تحت چنین عملیاتی قرار می گیرند.
برای به دست آوردن محلول کامل همه اجزای با دمای پایین در آستنیت، از دمای نرمال کننده اولیه بالا (به عنوان مثال، 925 درجه سانتی گراد) و برای پالایش اندازه دانه پرلیت نهایی، از یک عملیات نرماله سازی دوم در دمایی نزدیک به دمای Ac3 (به عنوان مثال، 815 درجه سانتی گراد) استفاده می شود. این عملیات بدون از بین بردن اثرات مفید عملیات نرماله سازی اولیه، امکان پذیر است.
نرماله سازی مضاعف معمولاً برای فولادهای کربنی و کم آلیاژی با ابعاد بزرگ که در آن دماهای آهنگری بسیار بالا استفاده شده است، اعمال می شود. آهنگری های شفت لوکوموتیو ساخته شده از فولاد کربنی مطابق با مشخصات انجمن راه آهن آمریکا (AAR) M-126، کلاس F (ASTM A 236، کلاس F) که حاوی 0.45 تا 0.59٪ کربن و 0.60 تا 0.90٪ منگنز هستند، برای به دست آوردن یک ساختار دانه ریز یکنواخت و همچنین سایر الزامات دقیق مکانیکی، دو برابر نرمال می شوند. نمونه آهنگری ساخته شده از فولاد کم کربن (0.18٪ کربن) با 1٪ منگنز که برای سرویس در دمای پایین در نظر گرفته شده، نیز به منظور برآورده کردن نیازهای ضربه زیر صفر، دو برابر نرمال می شود.
استانداردهای نرماله‌کردن فورجینگ‌ها
این استانداردها به بهبود کیفیت و عملکرد قطعات فورجینگ کمک می کنند.
نرماله کردن: کلید بهبود خواص مکانیکی فلزات
فرایند نرماله کردن به عنوان یک فرآیند حرارتی مهم، بهبود خواص مکانیکی و پایداری ساختاری قطعات فلزی را تضمین می کند. این عملیات با ایجاد ساختار دانه ای یکنواخت و ریزدانه، خطر شکست را کاهش داده و عملکرد نهایی مواد را بهبود می بخشد. اهمیت نرماله کردن در تولید شفت ها و اجزای مقاوم در برابر حرارت نشان می دهد که انتخاب صحیح دما و زمان می تواند تأثیر قابل توجهی بر کیفیت و کارایی فلزات و آلیاژها 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
