عملیات حرارتی چیست؟

تعریف عملیات حرارتی

عملیات حرارتی جهت ساخت قطعات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. طی این فرآیند خواص فلزات و فولاد از طریق اصلاح ریز ساختار بهبود داده می‌شوند. یعنی فلزات در حالت جامد و بدون اینکه تغییر شکل یابند در حالت کنترل شده گرم و بعد از آن سرد می‌شوند تا به خواص مطلوب در حالت کنترل شده برسند. این فرآیند گرم و سرد کردن انواع فلزات، فولادها و آلیاژها برای رسیدن به خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوب صورت می‌گیرد.

اکثر فلزات قابلیت انجام عملیات حرارتی را داشته اما واکنش آنها به این عملیات متفاوت است. بسیاری از آلیاژهای غیرآهنی را می توان از طریق عملیات حرارتی به مقاومت بالاتری رساند. این عملیات اگر به طور دقیق انجام شوند، می‌توان فلزاتی با استانداردهای مختلف و با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کاملا خاص تولید کرد.

با تبدیل ساختمان کریستالی آهن در محدوده دمایی مختلف به وسیله تغییر درجه حرارت، فولاد با ویژگی‌های مختلف و خواص مطلوب به دست می‌آید. دمایی که در آن عملیات حرارتی فولاد انجام می‌شود دمای بیش از 723 درجه است. عملیات حرارتی خواص فولاد از جمله سختی فولاد را به کل تغییر می‌دهد.

انواع عملیات حرارتی

عملیات دارای انواع مختلفی است که به روش‌های مختلفی انجام گرفته و اهداف مختلفی نیز دارد. همان طور که گفتیم عملیات حرارتی برای این هدف انجام می‌شود که خواص فیزیکی و شیمیایی قطعه فولادی به تعادل مورد نظر برسد و فلزی که به دست می‌آید برای کاربردی که مد نظر است بهترین کارایی ممکن را داشته باشد. انواع عملیات حرارتی عبارت اند از آنیل کردن، نرمالیزاسیون،سخت کاری،

آنیل کردن

این فرآیند برای نرم کردن فلزاتی همچون آهن، فولاد، مس، برنج و نقره استفاده شده و خاصیت تورق پذیری فلزا را بالا برده و سختی آن را کاهش می دهد. در این فرآیند فلز را تا یک دمای خاص حرارت داده و سپس اجاره می‌دهند تا به صورت کنترل شده و آرام در دمای محیط سرد شود. در نتیجه این فرآیند شکل دهی، قالب گیری و فرآیندهای شکل‌گیری و برش فلز به آسانی انجام می‌شود و رسانایی الکتریکی فلز نیز افزایش می‌یابد.

نرمالیزاسیون (نرماله)

یکی دیگر از عملیات حرارتی فولاد بوده و برای یکنواخت سازی ترکیب و اندازه دانه استفاده می‌شود. ساختار فولاد طی نرمالیزاسیون ریز دانه‌تر شده و به‌ منظور تولید یک فولاد سخت‌تر و مستحکم‌تر به کار گرفته می‌شود. برای انجام این قرآیند فولاد را تا دمای 80 درجه سانتی گراد گرم می‌کنندT سپس به‌وسیلهٔ هوا خنک می‌شود.

نرمالیزاسیون انعطاف پذیری فولاد را کم کرده و فلزی که به دست می‌آید عاری از هر گونه ناخالصی نامطلوب است. نرمالیزاسیون همچنین باعث بهبود خاصیت ماشین کاری در فلزات می‌شود به همین دلیل بر روی موادی استفاده می‌شود که در معرض ماشین کاری هستند.

سخت کاری

سخت کاری برای فولاد و سایر آلیاژها استفاده می‌شود تا خواص مکانیکی آنها را بهبود دهد. گاهی در برخی از کاربردهای صنعتی مانند ساخت میل لنگ، میل بادامک، چرخ دنده و … نیاز به قطعاتی وجود دارد که سطح سختی داشته باشند و همچنین در برابر ضربه نیز مقاومت خوبی از خود نشان دهند.

برای این منظور از سخت کاری استفاده می‌شود. سخت کاری بر این اساس که موجب تغییر در ترکیب شیمیایی سطح فولاد می‌شود یا خیر به دو دسته تقسیم می‌شود. اگر سخت کاری موجب تغییر در ترکیب شیمیایی سطح شود ترموشیمی و اگر ترکیب شیمیایی سطح را تغییر ندهد عملیات حرارتی موضعی نامیده می‌شود.

برگشت دادن (تِمپِر کردن)

عملیات حرارتی برگشت دادن که تمپر کردن هم نامیده می‌شود برای کاهش تردی و شکنندگی قطعات فولاد سخت شده استفاده می‌شود. چرا که فولاد تمپر نشده سخت و محکن ولی شکننده بوده و مناسب کارهای عملی نیست. این فرآیند یک فرآیند عملیات حرارتی با دمای پایین است که پس از انجام فرآیند سخت کاری انجام شده و فولاد را به میزان سختی مطلوب می‌رساند.

طی این فرآیند فولاد در دمای پایین قرار گرفته تا سختی اضافه آن از بین برود. سپس برای خنک شدن در هوای بدون باد قرار داده می‌شود و نتیجه این فرآیند فولادی سخت‌تر با میزان شکنندگی پایین‌تر است.

کوئنچ کردن

در این فرآیند قطعه بعد از گرم شدن در یک دمای معین و در یک زمان حساب شده به سرعت سرد می‌شود. این سرد شدن در آب، روغن یا هوا صورت گرفته که این محیط خنک کننده بستگی به نوع فولاد و خواص مورد انتظار دارد. این فرآیند به منظور به حداقل رساندن میزان کاربید‌های مرزدانه‌‌ها و حل کردن آنها انجام می‌پذیرد.

به طور کلی عوامل متعددی بر سختی پذیری فلزات موثر هستند که عبارت اند از:

• اندازه دانه‌های آستنیت
• درصد کربن
• عناصر آلیاژی
• آخال‌ها و ناخالصی‌های فلزی
• همگن بودن ریزساختار

خرید انواع فولاد و آهن آلات از فولاد موحد

شرکت صدرا پروفیل کاوه با سابقه بیش از 25 سال در ایران، یکی از بزرگ‌ترین کارخانجات فروش میلگرد و تیرآهن و نبشی و سایر محصولات فولادی و آهنی است. فعالیت اصلی این کارخانه فولاد موحد، تولید قوطی، لوله پروفیل‌های فولادی با بالاترین کیفیت می‌باشد. شرکت صدرا پروفیل کاوه با ارائه خدمات آنلاین در جهت رضایت مشتریان، توانسته است در پیشرفت اقتصاد ایران گامی مهم برداشته باشد.

جمع بندی

در این مقاله از سایت فولاد موحد درباره عملیات حرارتی و انواع آن صحبت کردیم. اگر در  این خصوص نظر و پیشنهادی دارید، لطفا نظرات خود را در قسمت کامنت‌ها با ما به اشتراک بگذارید.