icon phone
قبل
بعدی

فولادهای قابل عملیات حرارتی

عملیات حرارتی فولاد که نام انگلیسی آن Heat Treatment می باشد در اصل به معنی گرم و سرد کردن کنترل شده در حالت جامد فلزات، سرامیک ها و آلیاژها، بدون ایجاد تغییر شکل در آنها، جهت رسیدن به خواص مطلوب فیزیکی و مکانیکی است. با وجود این که تغییرات به وجود آمده در عملیات حرارتی می تواند بر خواص فیزیکی و مکانیکی تاثیر گذار باشد، اما این تغییرات در شکل قطعات تغییری به وجود نمی آورند، این ویژگی موجب افزایش کاربرد فولادهای عملیات حرارتی در فرآیند های صنعتی گردیده است.

  • تنش زدایی، تنش های ناشی از عملیات و فرآیند های تولید
    ریز کردن دانه بندی
  • افزایش مقاومت به سایش با ایجاد لایه سخت بر روی سطح و در عین حال افزایش مقاومت به ضربه با به وجود آوردن مرکز نرم تر در داخل قطعه
  • بهبود خواص فولاد به منظور اقتصادی کردن جایگزینی بعضی از انواع ارزان‌تر فولاد به جای انواع گران آن
  • افزایش جذب انرژی ضربه فولاد
    بهبود خصوصیات برش در فولادهای ابزار
  • بهبود خواص الکتریکی
  • تغییر یا بهبود خواص مغناطیسی

تعریف عملیات حرارتی

عملیات حرارتی که نام انگلیسی آن Heat Treatment  می باشد در اصل به معنی گرم و سرد کردن کنترل شده در حالت  جامد فلزات، سرامیک ها و آلیاژها، بدون ایجاد تغییر شکل در آنها، جهت رسیدن به خواص مطلوب فیزیکی و مکانیکی است. با وجود این که تغییرات به وجود آمده در عملیات حرارتی می تواند بر خواص فیزیکی و مکانیکی تاثیر گذار باشد، اما این تغییرات در شکل قطعات تغییری به وجود نمی آورد، این ویژگی موجب افزایش کاربرد فولادهای عملیات حرارتی در فرآیند های صنعتی گردیده است.

مزایای عملیات حرارتی

  • تنش زدایی، تنش های ناشی از عملیات و فرایند های تولید
  • ریز کردن دانه بندی
  • افزایش مقاومت به سایش با ایجاد لایه سخت بر سطح و در عین حال افزایش مقاومت به ضربه با به وجود آوردن مرکز نرم تر در داخل قطعه
  • بهبود خواص فولاد به منظور اقتصادی کردن جایگزینی بعضی از انواع ارزان‌تر فولاد به جای انواع گران آن
  • افزایش جذب انرژی ضربه فولاد
  • بهبود خصوصیات برش در فولادهای ابزار
  • بهبود خواص الکتریکی
  • تغییر یا بهبود خواص مغناطیسی

اصلی ترین فرآیندهای عملیات حرارتی

  • آنیل کردن
  • نرماله کردن
  • کوئنچ
  •  تمپرینگ
  • آستمپرینگ و مارتمپرینگ

در ادامه‌ به توضیح هرکدام از فرآیندهای بالا خواهیم پرداخت.

آنیل کردن

در علم مواد و متالورژی آنیل کردن (Annealing) فرآیندی است که طی آن خواصی چون سختی و شکل پذیری ماده دچار تغییر می‌گردد. به بیان دیگر گرم نمودن و نگهداری ماده در دمایی مناسب و زمانی معین به منظور سرد کردن را آنیل کردن می‌نامند. عملیات آنیل هم برای آلیاژهای آهنی و هم غیرآهنی از مفهوم و کاربرد گسترده‌ای برخوردار است.

این فرآیند اغلب با هدف نرم کردن انواع فولادها انجام می‌شود که در نهایت خواصی همچون قابلیت ماشین کاری، خواص الکتریکی، سردکاری، پایداری ابعاد آن و ساختار آلیاژ فولاد دچار تغییر نیز می‌گردد.

فرآیند آنیل کردن در چندین نوع با هدف و نتیجه متفاوت قابل انجام است، لازم به ذکر است در صورتی که از نوع آنیل حرفی به میان نیامده باشد منظور بازپخت کامل است.

نرماله کردن

فرآیند نرماله کردن فولاد به منظور یکنواخت نمودن و ریز شدن ساختار دانه های فولاد است. برای انجام این فرآیند ابتدا فولاد را حرارت داده و سپس آن را در دمای محیط قرار می دهند تا آزادانه و به آرامی سرد شود. دمای تعیین شده برای نرماله کردن حدودا ۴۰ درجه سانتی گراد و بالاتر از دمای بحرانی می باشد.

اگر فرآیند با دمایی بیشتر از حد تعیین شده صورت بگیرد دانه های فولاد درشت تر شده، در نتیجه خواص فولاد نیز دچار تغییر خواهد شد.

نرماله کردن موجب یکنواختی ناهمواری ها و تخلل های داخلی فولاد می شود، به همین علت می تواند به عنوان مرحله آخر  و یا مقدمه ای برای عملیات های دیگر  انجام گیرد.

کوئنچ کردن

فرآیندی که طی آن فولاد از دمای سخت کاری یا آستنیته تا دمای محیط یا دمایی مشخص به سرعت سرد می گردد، کوئنچ کردن نامیده می شود. این فرآیند با روش هایی همچون فرو بردن فولاد گرم شده در روغن – آب – آب نمک – هوای آرام و حمام نمک و محلول پلیمری انجام می گیرد.

تمپرینگ

با حرارت دادن فولاد به منظور ایجاد ریز ساختارها فاز آستنیت نیز تشکیل می گردد، در صورتی که فولاد به سرعت سرد شود آستنیت تحت فشار قرار گرفته و فاز مارتنزیت به وجود می آید که دارای ساختاری شکننده و ترد است.

به منظور بهبود شرایط فولاد جهت استفاده در صنعت آن را تا زیر دمای بحرانی حرارت می دهند تا انعطاف پذیری آن افزایش پیدا کند.

نکته : (دمای بحرانی متناسب با گرید فولاد متفاوت است)

آستمپرینگ و مارتمپرینگ

به جز کوئنچ کردن از دو روش آستمپرینگ و مارتمپرینگ نیز برای سخت کردن فولادها استفاده می گردد.

آستمپرینگ

آستمپرینگ می تواند یک روش جایگزین مناسب و کاربردی برای کوئنچ کردن باشد. برای انجام روش آستمپرینگ باید چند مرحله انجام گیرد:

  1. ابتدا باید فولاد را آستنیته نمود. درجه حرارت آستنیته فولادها اغلب بین ۷۹۰_۹۵۰ درجه سانتی گراد بوده و بسته به نوع فولاد متفاوت است.
  2. قطعه را بلافاصله در حمام نمک مذاب تا مرز دمای شروع استحاله مارتنزیتی (Ms) (معمولای دمای حمام نمک ۴۰۰_۲۶۰ می باشد.)
  3. تا زمانی که آستنیت به بینیت تبدیل گردد قطعه در این دما نگهداری شود.
  4. سرد نمودن قطعه در هوا تا رسیدن به دمای اتاق

اهداف عملیات حرارتی آستمپرینگ

هدف از به کارگیری روش آستمپرینگ به جای روش کوئنچ و تمپر عبارت است از:

  • افزایش استحکام به ضربه و انعطاف پذیری در یک سختی یکسان
  • حذف و یا کاهش امکان ایجاد ترک، تغییرشکل و تاب برداشتن و یا ایجاد تنش های داخلی در ضمن عملیات حرارتی

عملیات حرارتی مارتمپرینگ

عملیات مارتمپرینگ یا سریع سرد کردن غیر پیوسته که آن را مار کوئنچینگ نیز می نامند شامل مراحل زیر است:

  • آستنیته کردن فولاد
  • سریع سرد کردن فولاد در روغن داغ ( ۱۷۵ درجه سانتی گراد) تا دمایی درست بالاتر ( یا درست پایین تر) از دمای Ms. (معمولا ۲۵۰-۱۷۵  درجه سانتی گراد)
  • نگه داشتن در محیط یاد شده تا این که دمای تمامی قطعه یکنواخت شود.این زمان ۲ تا ۴ دقیقه برای هر  ۱mm ضخامت قطعه است.
  • سرد کردن با سرعت متوسط (معمولا در هوای فشرده) به گونه ای که سطح و مرکز قطعه تقریباً همزمان سرد شود و به مارتنزیت تبدیل شود.
  • تمپر کردن قطعه به منظور افزایش چقرمگی.

گرید های فولاد عملیات حرارتی

فولاد ۱.۷۲۲۵: معروف به Mo40 یکی از معروفترین و پرکاربردترین فولادهای آلیاژی می باشد که برای ساخت قطعات با سطح مقطع متوسط و نسبتاً بزرگ در صنایع مختلف از جمله خودرو سازی و ماشین سازی مانند میل لنگ، شاتون، چرخ دنده های واسط و همچنین اسپیندل غلطک های صنایع فولاد و سیمان و پیچ های مقاوم و … استفاده می گردد.

فولاد ۱.۷۲۱۸ که در خانواده فولاد قابل عملیات حرارتی قرار گرفته، سختی پذیری نسبتا خوب، مقاومت سایشی متوسط و استحکام متوسط رو به پایین دارد.

فولاد ۱.۶۵۸۲:  که در خانواده فولاد قابل عملیات حرارتی قرار گرفته، دارای استحکام بالا، مقاومت سایشی خوب، وسختی پذیری عالی می باشد.

فولاد CK55:  که در خانواده فولاد قابل عملیات حرارتی قرار دارد مناسب برای استفاده در فنرها، فنر های قابل عملیات حرارتی، شفت های قابل سخت کردن سطحی می باشد.

فولاد CK45: که نام دیگر آن فولاد ۱.۱۱۹۱ می باشد در خانواده فولادهای قابل عملیات حرارتی قرار دارد که مقاوم در برابر ضربه، اصطکاک و دارای استحکام خوب است.

فولاد ۱.۷۲۵۴:  که در خانواده فولادهای قابل عملیات حرارتی قرار دارد، سختی پذیری نسبتا خوب، مقاومت سایشی متوسط و استحکام متوسط را دارا می باشد.

فولاد ۱.۷۲۵۴:  که در خانواده فولادهای عملیات حرارتی پذیر قرار دارد، دارای مقاومت سایشی متوسط رو به بالا، سختی پذیری و استحکام خوب می باشد.

خرید فولاد عملیات حرارتی از شرکت فولاد حامیران

تمامی گرید های ذکر شده در شرکت فولاد حامیران موجود و قابل سفارش است. شما عزیزان می توانید جهت خرید فولادهای عملیات حرارتی و هرگونه مشاوره در رابطه با انواع فولادها، با همکاران ما در واحد فروش تماس بگیرید.

قیمت فولاد عملیات حرارتی

قیمت فولاد به طور کلی ثابت نبوده و دچار نوسان است، به همین دلیل شما مشتریان محترم میتوانید جهت دریافت قیمت فولاد عملیات حرارتی با کارشناسان فروش فولاد حامیران تماس حاصل نمایید.

اسکرول به بالا