به منظور کاربرد فولاد در صنایع مختلف، عملیات حرارتی متنوعی بر فولاد انجام می گیرد. هرکدام از این عملیات ها خواص متفاوتی را به فولاد اضافه می کنند. کوئنچ کردن عملیات حرارتی است که به دنبال سخت کردن فولاد و رساندن آن به فاز مارتنزیتی است و عملیات حرارتی دیگر، تمپر کردن فولاد است که سختی فولاد را کاهش داده اما سبب افزایش انعطاف پذیری فولاد می شود. به منظور کسب اطلاعات بیشتر در خصوص عملیات حرارتی کوئنچ کردن و تمپر کردن فولاد تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.
کوئنچ کردن فولاد چیست؟
عملیات حرارتی فولاد عملیاتی است که برای به تعادل رساندن فولاد از نظر فیزیکی، شیمیایی و متالوژیکی مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از انواع عملیات حرارتی مورد استفاده در فولاد عملیات سخت کردن یا کوئنچ کردن است.
عملیات کوئنچ کردن نوعی عملیات حرارتی فولاد است که در آن فولاد گرم شده و حرارت دیده را تا دمایی بالاتر از دمای بحرانی با سرعت بالا سرد می کنند. سرد کردن فولاد با استفاده از موادی مانند آب، حمام نمک، آب نمک، هوای معمولی، روغن و یا محلول های پلیمری انجام می گیرد. عملیات کوئنچ کردن را انجام می دهند تا فولاد کیفیت بالاتری نسبت به حالتی که به صورت عادی سرد می شود داشته باشد.
به منظور کوئنچ کردن فولاد، زمانی که دمای فولاد در نقطه یوتکتوئید است، فولاد را با استفاده از روش های گفته شده به سرعت سرد می کنند تا وارد فاز مارتنزیت شود. گاهی پیش از سرد کردن فولاد عناصری مانند منگنز یا نیکل به فولاد اضافه می کنند تا فاز مارتنزیت در دمای پایین تری شروع شده و خاتمه یابد. سخت ترین ساختار هر فولاد در فاز مارتنزیت شکل می گیرد.
مراحل کوئنچ کردن فولاد چگونه انجام می شود؟
به منظور افزودن خواص متعدد بر فولاد فرآیندهای مختلفی انجام می گیرد، یکی از این فرایندها عملیات حرارتی فولاد است که خود شامل روش های مختلفی چون آنیل کردن، نرماله کردن، کوئنچ کردن، آستمپر کردن و … است. به منظور انجام فرایند کوئنچ کردن فولاد مراحل زیر انجام می پذیرد:
- کوئنچ کردن بر قطعه فولادی که دمایی بین 815 تا 900 درجه سانتیگراد دارد، انجام می پذیرد. لازم به ذکر است که یکی از لازمه های خروجی با کیفیت فرآیند کوئنچ کردن آن است که حرارت دهی قطعه فولادی به طور یکسان و مساوی در تمامی نقاط فولاد انجام پذیرد، در صورت گرمادهی غیر یکنواخت، در انتهای فرایند کوئنچ کردن قطعه ای ناهمگون خواهیم داشت.
- کوئنچ کردن فرایند سرد کردن ناگهانی فولاد تا رسیدن به نقطه یوتکتوئید است، این عمل سبب می گردد تا فولاد به فاز مارتنزیتی خود که سخت ترین حالت فولاد است وارد شود. به منظور سرد کردن ناگهانی فولاد، فولاد را در سیالی غوطه ور می کنند. نوع سیال مورد استفاده جهت عملیات کوئنچ کردن، بر خواص فولاد کوئنچ شده تاثیر زیادی خواهد داشت.
سیالات مورد استفاده در کوئنچ کردن فولاد
به منظور سرد کردن ناگهانی فولاد و انجام فرایند کوئنچ، فولاد حرارت دیده را در سیالی غوطه ور می کنند. اگر سیال مورد نظر آب باشد، سختی خوبی در فولاد ایجاد می گردد اما اعوجاج و ترک های ریز در فولاد از معایب این روش سرد کردن خواهد بود. اگر فولاد حرارت دیده توسط سیال روغن سرد شود، به دلیل ایجاد لایه ای بر فولاد سبب می شود تا سختی فولاد در مقایسه با فولادی که با آب سرد شده پایین تر باشد.
استفاده از استانداردهای لازم برای سرد کردن فولاد در سختی فولاد کوئنچ شده تاثیرگذار خواهد بود. برای مثال اگر فولاد عناصر آلیاژی زیادی داشته باشد برای کوئنچ کردن فولاد را در هوای معمولی سرد می کنند و اگر فولاد آلیاژهای اندکی داشته باشد، آن را در آب یا آب نمک سرد می کنند. همچنین توصیه می گردد تا اگر میزان آلیاژ بکار رفته در فولاد از حالت اول کمتر بوده و یا از حالت دوم بیشتر باشد، توصیه می گردد تا فولاد حرارت دیده در روغن سرد گردد.
تمپر کردن فولاد چیست؟
زمانیکه قطعه فولادی تحت عملیات کوئنچ و سرد کردن ناگهانی قرار می گیرد تا به فاز مارتنزیتی رسیده و سخت گردد، احتمال سست و شکننده بودن آن نیز وجود خواهد داشت، لذا عملیات کوئنچ فولاد زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که هدف تنها سختی فولاد باشد، اما اگر اهداف دیگری علاوه بر سختی فولاد مد نظر باشد، از عملیات تمپر کردن فولاد استفاده می شود. تمپرینگ فولاد نیز عملیات حرارتی دیگری است که به منظور تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی فولاد مورد استفاده قرار می گیرد. تمپرینگ فولاد بر روی فولادی انجام می پذیرد که به فاز مارتنزیتی رسیده است، لازم به ذکر است که فولاد بعد از کوئنچ کردن به این فاز می رسد. به منظور تمپر کردن فولاد، فولاد کوئنچ شده و به فاز مارتنزیتی رسیده را تا دمای کمتر از دمای بحرانی، کمی کمتر از 700 درجه سانتیگراد حرارت می دهند.
محدودیت استفاده از روش تمپرینگ به عنوان یکی از عملیات های حرارتی روی فولاد آن است که قطعه فولادی مورد استفاده در این روش می بایست کربن زیادی داشته باشد و استفاده از فولاد کم کربن یا فولاد با کربنی متوسط در این روش توصیه نمی گردد.
مراحل تمپرکردن فولاد چگونه انجام می شود؟
به منظور تمپرینگ فولاد، مراحل زیر انجام می پذیرد:
- حرارت دادن فولاد مارتنزیتی شده در کوره های گازی، کوره های مقاومت الکتریکی یا کوره های القایی. اینکه هر کدام از کوره ها از جمله کوره القایی چیست و چه ویژگی هایی دارند، نیاز به رعایت استانداردهای تعریف شده خواهد داشت. گاز مورد استفاده در این کوره ها بی اثر هستند تا از ایجاد اکسیداسیون بر فولاد جلوگیری شود، همچنین توصیه می گردد تا برای جلوگیری از اکسیداسیون فولاد، در محیط خلا این فرایند صورت پذیرد.
- فولاد را بر حسب استاندارد تعیین شده در کوره و تا مدت زمان مشخصی نگه می دارند.
- در آخرین مرحله فولاد را سرد کرده و آن را به دمای محیط می رسانند. تمپر کردن فولاد سبب می گردد تا اگرچه مقداری از سختی فولاد کاسته شود، اما از ترد و شکننده بودن فولاد نیز کاسته شده و انعطاف پذیری فولاد تمپر شده افزایش یابد.
یکی از بهترین شرکت هایی که انواع عملیات حرارتی فولاد از جمله کوئنچ و تمپر کردن فولاد را انجام می دهد، شرکت مصنوعات فلزی سنگین است. این شرکت با بهره گیری از باکیفیت ترین تجهیزات و متخصص ترین نفرات، بهترین قطعات فولادی را به متقاضیان تحویل می دهد.
پایان رپورتاژ آگهی
