عملیات حرارتی آلیاژهای غیرآهنی ، عملیات حرارتی آلیاژهای آلومینیوم ، در مورد آلیاژهای آلومینیوم، زمانیکه از کلمه «عملیات حرارتی» استفاده می‌شود اغلب فرایندهایی منظور است که باعث افزایش استحکام و سختی آلیاژهای رسوب-سخت شونده و ریخته‌گری شده می‌گردد. به این آلیاژها معمولاً «عملیات حرارتی شونده» می‌گویند تا بتوان بین آن‌ها و آلیاژهایی که قابل عملیات حرارتی و افزایش استحکام نیستند تفاوت قائل شد. در این آلیاژها که معمولاً آلیاژهای «غیرقابل عملیات حرارتی» برای افزایش استحکام معمولاً از عملیات سرد استفاده می‌شود. از گرم کردن برای کاهش استحکام و افزایش چکش خواری (بازپخت) در مورد هر دو نوع آلیاژ استفاده می‌شود.
آلیاژهای آلومینیوم تجاری قابل عملیات حرارتی
آلیاژهای موجود در بازار که قابل افزایش استحکام و سختی از طریق عملیات حرارتی هستند. شامل آلیاژهای Wrought سری 2XXX و 6XXX و 7XXX (به جز ۷۰۷۲) و آلیاژهای ریخته‌گری سری 2XX.۰ و 3XX.۰ و 7XX.۰ هستند. بعضی از این آلیاژها تنها دارای عنصر آلیاژی تقویت‌کننده استحکام مس یا مس و سیلیکون هستند. اما اکثر آلیاژهای «قابل عملیات حرارتی» دارای عنصر منیزیم به اضافه عناصری از قبیل مس، روی و سیلیکون هستند.
عملیات حرارتی آلیاژهای غیرآهنی افزایش استحکام
فرآیند عملیات حرارتی افزایش استحکام آلیاژهای آلومینیوم شامل سه بخش است:
- عملیات حرارتی محلول: تجزیه فازهای قابل انحلال – برای عملیات پیرسخت کاری ابتدا باید یک محلول جامد ایجاد کرد. فرایندی که باعث تولید این محلول گردد عملیات حرارتی محلول نامیده می‌شود.
- کوئنچ: شکل‌گیری محلول فوق اشباع – مهم‌ترین مرحله در عملیات حرارتی میباشد. هدف آن حفظ شکل محلول جامد شکل گرفته در دمای عملیات حرارتی میباشد . که این کار با سرد کردن سریع آن انجام می‌شود.
- افزایش سختی عمری : رسوب اتم‌ها در دمای اتاق (افزایش عمر طبیعی)، یا در دماهای بالا (افزایش عمر مصنوعی یا عملیات پیرسخت کاری) – این عمل پس از مراحل عملیات حرارتی محلول و کوئنچ کردن انجام می‌شود.
تنش‌های داخلی و روش‌های کاهش آن‌ها در عملیات حرارتی
در عملیات حرارتی معمولاً با تنش‌های حاصل از انبساط و انقباض به نام “تنش‌های حرارتی” (Thermal Stresses) و همچنین با تنش‌های حاصل از تغییر یا تبدیل فاز، به ویژه در تبدیل‌های غیر تعادلی استنیت در فولادها، به نام “تنش‌های تبدیلی” مواجه خواهیم بود. عموماً این تنش‌ها تنش‌های داخلی نامیده می‌شوند.
عملیات حرارتی آلیاژهای غیرآهنی تنش‌های داخلی
اندازه این تنش‌های داخلی به مقدار افت یا کاهش سریع دما در قطعه، شکل هندسی و ابعاد ان، سرعت سرد شدن و ضریب هدایتی حرارتی بستگی دارد. تنش‌های داخلی می‌توانند به حدی برسند که حتی موجب تغییر شکل پلاستیکی و تاب برداشتن و ترک برداشتن و تخریب در حین عملیات حرارتی یا بعد از ان در حین کار شوند. در مواردی که تغییر دمایی بالا است و سریع از دماهای استنیتی به دماهای مارتنزیتی سرد شود توزیع این تنش‌ها، به ویژه در قطعات با ابعاد نسبتاً زیاد، در نقاط مختلف حجم قطعه غیر یکنواخت خواهد بود.
در مواردی که تنش‌های داخلی ایجاد گشته در لایه خارجی از نوع کششی و تنش‌های داخلی از نوع فشاری باشد . بعد از سرد شدن سریع ترک‌هایی در سطح به وجود می ایند . یا یک نوع تغییر دیگر ممکن است که در حین تنش‌های کششی لایه خارجی به تنش‌های کششی اعمالی افزوده می شود . استحکام کششی و حد تحمل کاهش یابد. ابتدا قطعه پیش گرم شود و بعد با سرعت خیلی کم گرم کردن قطعه ادامه یابد. در تبدیل مارتنزیتی که باید در مدت زمان کم افت دمای بالایی انجام داد.
می‌توان از دو روش زیر استفاده کرد:
روش اول: مارت‌پخت
در روش مارت‌پخت (Martempering) ابتدا قطعه فولادی را کاملاً آستنیتی کرده و بعد ان را سریع در ظرفی که حاوی روغن داغ یا نمک مذاب حدود۱۵۰–۳۰۰ درجه سلسیوس یا با دمایی کمی بالاتر از دمای شروع مارتنزیت است سرد می‌کنیم. بعد قطعه مورد نظر به مدت زمان معینی در یکی از این دو محیط با دمای ثابت نگه داشته می‌شود.
زمان نگهداری به ابعاد قطعه بستگی دارد و باید در حدی باشد که دمای تمامی قطعه به آن دما برسد.سپس قبل از اینکه تبدیل استنیت به باینیت شروع شود قطعه با سرعت متوسطی تا دمای اتاق سرد می‌شود، به گونه‌ای که از ایجاد اختلاف زیاد دما در آن جلوگیری شود. سرانجام این قطعه فولادی تحت عملیات حرارتی بازپخت قرار می‌گیرد.
بازپخت در این روش به منظور افزایش چغرمگی صورت می‌گیرد.تفاوت بین فولادهایی که مارتنزیتی شده و سپس عملیات حرارتی باز پخت معمول روی آن‌ها انجام گرفته سختی برابر فولادهایی است که تحت عملیات حرارتی مارت‌پخت قرار گرفته‌اند. اما مقاومت به ضربه فولادهای که مارت‌پخت شده‌اند حدوداً سه برابر بیشتر از فولادهای عادی است.
روش دوم: آس‌پخت
آس‌پخت یا آستمپرینگ (Austempering) یک نوع عملیات حرارتی از نوع تبدیل هم دما یا ایزوترمال است . در بعضی موارد نیاز به دوباره گرم کردن میباشد . چون ممکن است به حالت باینیت یا اسفریت تبدیل شده باشد و ساختار داخلی ان تفاوت‌هایی با هدف مورد نظر داشته باشد.زمان مورد نیاز برای نگه داشتن در دمای ثابت به نوع فولاد و ابعادان بستگی دارد . باید در حدی باشد که تبدیل استنیت به باینیت به‌طور کامل انجام شود . سرانجام قطعه فولادی تا دمای اتاق سرد می‌شود.
از مزایای این فرایند در مقابل روش سریع سرد کردن و بازپخت، افزایش مقاومت ضربه‌ای تا دو برابر بیشتر از روش عادی و کاهش تنش‌های داخلی و احتمال ترک برداشتن و تاب برداری است.این فرایند روش دومی را برای جایگزینی فرایند سریع سرد کردن و بازپخت ارائه می‌دهد.
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
