عملیات آنیلینگ (annealing) یا آنیل کردن یا بازپخت ، از جمله روش‌های عملیات حرارتی (heat treatment) است که برای بهبود خواص مکانیکی مقاطع فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. امکان شکست و از بین رفتن قطعه به دلیل تنش‌های باقی مانده حاصل از کارسرد، وجود دارد. آنیل کردن از جمله روش‌های پیشگیری از چنین وقایعی میباشد. در این مقاله با آنیلینگ ( آنیل کردن ) و جزئیات آن بیشتر آشنا خواهید شد.
عملیات حرارتی
تولیدکنندگان قطعه صنعتی را به روش‌های مختلفی، مثل آهنگری، تولید می‌کنند. در طول فرایند تولید، تنش‌هایی درون ماده ایجاد می‌شود. فرآیند کار سردی که بر روی قطعه انجام می‌گردد، باعث به وجود آمدن این تنش‌ها است. کار سرد تغییر شکل پلاستیکی، در دمای کمتر از تبلور مجدد میباشد. هنگام استفاده از قطعات تولیدی با تنش‌های باقی مانده، نیروهای وارده موجب ایجاد ترک و شکست می‌شود. عملیات حرارتی، راه حل مناسبی برای جلوگیری از آسیب‌های احتمالی است.
به فرآیند گرم کردن و سپس سرد کردن ماده، در شرایط مشخص، عملیات حرارتی گفته می‌شود. در روزگاران دور بشر دریافته بود که با فرو بردن شمشیر گداخته در آب سرد، استحکام آن افزایش پیدا می‌کند. به عبارتی، عمر استفاده از عملیات حرارتی به اندازه قدمت حضور آهن در زندگی انسان‌ها است. براساس دما، زمان نگهداری و سرعت سرد شدن، عملیات حرارتی روش‌های مختلفی دارد. به طور کلی هدف از استفاده از این فرایند، بهبود خواص مکانیکی و ساختار ماده میباشد.
عملیات حرارتی فولاد به روش‌های مختلفی صورت می‌گیرد. این روش‌ها شامل نرمالیزاسیون، کروی کردن، آنیلینگ ( آنیل کردن ) ، کوئنچ و تمپر کردن میباشد. در همه‌ی روش‌ها قطعه مورد نظر، سه مرحله را طی می‌کند. این مراحل به صورت زیر است:
- حرارت دادن
- نگهداشتن در دمای مشخص
- سرد کردن
دما و مدت زمان نگهداری در تمامی روش‌ها، طبق استاندارد تعریف می‌شوند. علاوه‌بر آن سرعت سرد کردن نیز تعیین کننده خواص نهایی قطعه میباشد. در این مقاله با آنیل کردن قطعات فولادی آشنا خواهید شد. قبل از هر چیزی بدانید که تاثیر آنیل بر ریز ساختار فلزات به شکلی است که بعد از آنیل نرم ترین حالت یک ماده را خواهیم داشت.
عملیات آنیلینگ ( آنیل کردن )
مطابق آنچه که در بالا ذکر شد، آنیل کردن از جمله روش‌های عملیات حرارتی است. این فرایند، در مرحله آخر تولید قطعه، به منظور بهبود کیفیت مورد استفاده قرار می‌گیرد. عملیات آنیلینگ عبارت است از حرارت دادن ماده تا دمایی بالاتر از دمای بلوری شدن و سپس آهسته سرد کردن. در این عملیات دمای قطعه تا بیش از دمای تبلور، افزایش پیدا می‌کند. دمایی که در آن مذاب به بلور جامد تبدیل می‌شود و بالعکس ، دمای تبلور یا بلوری شدن نام دارد.
برای فولاد این دما در حدود ۷۰۰ درجه سانتی گراد میباشد. آهن ساختارهای متفاوتی دارد. نگهداری در دما و حرارت اعمال شده طی فرایند آنیلینگ ، ساختار فریتی قطعه فولادی را کاملا آستنیتی می‌کند. در این هنگام مهاجرت اتم‌ها در شبکه کریستالی، باعث کاهش چگالی نابه جایی می‌شود. پس از آستنیتی شدن کامل ریزساختار، نوبت به مرحله سرد شدن می‌رسد. هدف از عملیات حرارتی آنیلینگ رسیدن به ساختاری با سختی کم و انعطاف پذیری بالا است. بنابراین سرعت سرد شدن باید به گونه‌ای باشد که ساختاری جز مارتنزیت ایجاد شود. ساختار مارتنزیت، که به افتخار متالورژی آلمانی به نام مارتنز نام گذاری شده‌است، شکل بسیار سختی از ساختار فولاد میباشد.
در آلیاژهای فولادی، این ساختار در سرعت‌های سردشدن بالا ظاهر می‌شود. در عملیات حرارتی قطعات فولادی به روش آنیلینگ ، نمونه‌ها به آهستگی سرد می‌گردند. ا ز آنجا که برای این فرایند از کوره‌های مختلف استفاده می‌شود، کافی است برای خنک کردن، کوره خاموش شود. در این حالت دمای نمونه‌های فولادی در مجاورت گرمای کوره به آهستگی کاهش می‌یابد. ساختار نهایی در این روش پرلیتی خواهد بود. پرلیت که لایه‌های متناوبی از سمنتیت و فریت است، ساختار نرمی دارد. به طور کلی آنیل کردن به دو صورت آنیل هم دما و آنیل کامل انجام می‌شود. در ادامه این مطلب به شرح روش‌های مختلف می‌پردازیم.
انواع روش‌های عملیات آنیلینگ
آنیل کامل
معمولا وقتی از آنیل کردن کردن قطعه صحبت می‌شود، منظور آنیلینگ هم دما است. در این حالت دمای قطعه تا محدوده مشخصی افزایش پیدا کرده و پس از مدت زمانی، با سرعتی آهسته خنک می‌شود. در این روش سرعت سرد شدن حدود ۰.۰۲ درجه سانتی‌گراد بر ثانیه میباشد. برای سرد کردن قطعه با این سرعت عموما از کوره استفاده می‌کنند.
آنیل هم دما
در این نوع عملیات حرارتی، فولاد در دو دمای مختلف حرارت می‌بیند. در این روش ابتدا دمای قطعه تا دمایی بالاتر از دمای بلوری شدن افزایش می‌یابد. پس از گذشت مدت زمانی تا دمایی مشخص ( دمایی بالاتر از دمای اتاق) به سرعت سرد می‌شود. بعد از مدت مشخص نگهداری، دمای قطعه با سرعت آهسته‌ای کاهش می‌یابد. بر خلاف آنیل کامل، در آنیلینگ هم دما زمان کمتری نیاز است. با این وجود سختی نهایی قطعه در روش دوم کمی بیشتر از روش اول خواهد بود. همچنین این روش بیشتر برای فولادهای آلیاژی با سختی بالا کاربرد دارد.
کاربرد آنیلینگ
در حین کار سرد ، فلز می‌تواند تا حدی سخت شود که هر کار دیگری منجر به ترک خوردگی شود. با آنیل کردن ماده، کار با قطعه بدون خطر شکستگی صورت می‌گیرد. دلیل این امر آن است که بازپخت تنش‌های مکانیکی تولید شده در حین ماشین کاری یا سنگ زنی را آزاد می‌کند. اگرچه عملیات حرارتی آنیلینگ عموما برای مقاطع فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما امکان آنیل کردن فلزاتی دیگر نظیر مس، آلومینیوم و برنج نیز وجود دارد. به طور کلی آنیلینگ با اهداف زیر به کار گرفته می‌شود:
- بهبود قابلیت ماشین کاری
- افزایش قابلیت هدایت الکتریکی
- کاهش سختی
- افزایش کارپذیری
- افزایش انعطاف پذیری
- کاهش تنش های داخلی
- ایجاد ساختار یکنواخت
آنیل کردن از عملیات‌های نهایی است که بر روی قطعات تولیدی صورت می‌گیرد. مقاطع فولادی معمولا بدون نیاز به عملیات حرارتی استفاده می‌شوند.
گروه صنعتی فولاد کاران از سال ۱۳۷۰فعالیت خود را در زمینه‌ی تولید و تامین مقاطع مختلف فولادی و آهن, از قبیل میلگردهای فولادی و آلیاژی , میلگردهای ساختمانی, انواع مقاطع ترانسمیسیون , ورق‌های آلیاژی , ورق‌های روغنی و سیاه و گالوانیزه‌ی هفت الماس ,آغاز نموده است . تلاش مجموعه فولادکاران در این مدت در جهت رضایتمندی و تامین دقیق سفارشات معطوف بوده است.
ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:
اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran
فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948
لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6
پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk
