ADD ANYTHING HERE OR JUST REMOVE IT…

آدرس

آزادگان غرب به شرق - بعد از پل اتوبان ساوه - خیابان صفا - کوچه شاهچراغي - پلاک ۶۱ - انبار فولاد کاران تهران

شماره تماس

09124723591 - 02191300177

ساعت کار

شنبه تا پنجشنبه: 9:00 - 17:30

مقالات آموزشی

عملیات حرارتی

عملیات حرارتی (به انگلیسی: Heat Treatment) گرمایش و خنک‌کاری کنترل‌شده مواد برای تغییر ساختار و ویژگی آن‌ها است. از آنجایی که توسط عملیات حرارتی می‌توان هم خواص فیزیکی و هم خواص مکانیکی مواد را تغییر داد . عملیات حرارتی یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین فرایندهای صنعتی است. از عملیات حرارتی برای ساخت مواد غیرفلزی مانند شیشه ها و شیشه-سرامیک ها نیز استفاده می‌شود.

عملیات حرارتی

در عملیات حرارتی معمولاً از گرمایش یا سرمایش تا دماهای ویژه‌ای، برای رسیدن به خواص موردنظر برای مثال سخت کاری یا نرم کردن ماده استفاده می‌شود. با اینکه از عبارت «عملیات حرارتی» به صورت خاص برای گرمایش و سرمایش‌های هدفمند استفاده می‌شود، فرایندهایی مانند شکل دهی فلزات و جوشکاری نیز باعث گرمایش و سرمایش مواد و در نتیجه تغییر خواص آن‌ها می‌شود. برخی از تکنیک‌های عملیات حرارتی عبارتند از: بازپخت، سختکاری پوسته (Case Hardening)، پیرسختکاری، برگشت دادن، کربن دهی (Carburizing)، نرمال سازی و کوئنچ کردن.

عملیات حرارتی

فرایندهای فیزیکی

مواد فلزی از ساختارهای بسیار ریزی به نام «دانه» (grain) یا «کریستالیت» ساخته شده‌اند. طبیعت این دانه‌ها (یعنی اندازه و ترکیب آن‌ها) مهم‌ترین عاملی است که خواص مکانیکی یک فلز را تعیین می‌کند. عملیات حرارتی کمک می‌کند که خواص فلز را با کنترل کردن نرخ واپخش (Diffiusion) و نرخ سرمایش در میکروساختار تغییر داد. عملیات حرارتی در فلزات معمولاً کمک می‌کند که خواص مکانیکی از قبیل سختی، استحکام، چقرمگی، شکل‌پذیری و الاستیسته را تغییر داد. آلوتروپ‌های آهن، که تفاوت در ساختار شبکه ای را بین Alpha-Iron و Gamma-Iron را نشان می‌دهد. Alpha-Iron فضایی برای حرکت اتم‌های کربن ندارد در حالیکه Gamma-Iron فضای کافی برای حرارت آزاد اتم‌های کربن دارد.دو مکانیزم در عملیات حرارتی آلیاژها باعث تغییر خواص مکانیکی می‌شود: شکل‌گیری مارتنزیت باعث می‌شود که کریستال‌ها به صورت ذاتی تغییر شکل دهندو مکانیزم واپخش (یا دیفیوژن) باعث تغییر در همگن بودن ماده می‌شود.

ساختار بلوری متشکل از اتم‌هایی است که در یک ترتیب بسیار خاص دسته‌بندی شده‌اند، که یک شبکه نامیده می‌شود. در بیشتر عناصر، این چینش بسته به شرایطی مانند درجه حرارت و فشار به خودی خود تغییر خواهد کرد. این تغییر چینش، که آلوتروپی یا پلی مورفیسم نامیده می‌شود، برای یک فلز خاص ممکن است در دماهای مختلف چندین بار رخ دهد. در آلیاژها، این تغییر چینش ممکن است باعث شود یک عنصر که در حالت عادی قابل حل در فلز پایه نیست به‌طور ناگهانی در فلز انحلال پذیر شود، در حالیکه معکوس شدن آلوتروپی باعث خواهد شد این عناصر به صورت جزئی یا کامل غیرقابل انحلال شوند.

عملیات حرارتی

عملیات حرارتی تأثیر ترکیب شیمیایی

نمودار فازی سیستم آلیاژی آهن-کربن. تغییر فاز در دماهای مختلف (محور عمودی) برای درصدترکیب مختلف (محور افقی) اتفاق می‌افتد. خطوط نقطه چین یوتکتوید (A) و یوتکتیک (B) را نشان می‌دهد.نوشتار(های) وابسته: سیستم یوتکتیک . ترکیب شیمیایی دقیق یک آلیاژ در نتیجه عملیات حرارتی بسیار تأثیر گذار است. اگر درصد اجزای تشکیل دهنده دقیقاً به اندازه باشد، آلیاژ در هنگام خنک شدن یک ریزساختار کاملاً پیوسته و یکسان تشکیل خواهد داد. به چنین مخلوطی اصطلاحاً یوتکتوید (eutectoid) گفته می‌شود.

اما اگر درصد حل شونده‌ها با مخلوط یوتکتوید تفاوت داشته باشد، معمولاً دو یا تعداد بیشتری ریزساختار به صورت همزمان شکل خواهند گرفت. اگر میزان حل شونده‌ها کمتر از مخلوط یوتکتوید باشد به آن “هیپویوتکتوید” و اگر میزان حل شونده‌ها بیشتر از مخلوط یوتکتوید باشد به آن “هایپریوتکتوید” گفته می‌شود. در نمودار فازی استاندارد فولاد، خط یوتکتوید با نماد A۱ و مرز بین آستنیت و فریت+آستنیت با A۳ نشان داده می‌شود. گذار از آستنیت به آستنیت+سمنتیت با نماد Acm نشان داده می‌شود.

عملیات حرارتی 5 - عملیات حرارتی

آلیاژهای یوتکتوید

رفتار یک آلیاژ یوتکتوید (یوتکتوید یعنی شبیه-به-یوتکتیک) مشابه رفتار آلیاژ یوتکتیک است. آلیاژ یوتکتیک آلیاژی است که نقطه ذوب یگانه دارد. این دمای ذوب کمتر از دمای ذوب هر کدام از مواد تشکیل دهنده است، و هیچ تغییری در درصد مواد تشکیل دهنده نمی‌تواند آن را بیشتر از این کاهش دهد. زمانی که یک سیستم یوتکتیک مذاب خنک شود، همه مواد تشکیل دهنده در دمایی یکسان به فاز مرتبط با خود کریستالیزه خواهند شد.

عملیات حرارتی 6 - عملیات حرارتی

آلیاژهای هیپویوتکتوید

یک آلیاژ هیپویوتکتوید دارای «دو نقطه ذوب جداگانه» است. هر دو بالاتر از نقطه ذوب یوتکتیک برای سیستم هستند، اما در زیر نقاط ذوب هر جزء تشکیل دهنده سیستم هستند. بین این دو نقطه ذوب، آلیاژ به صورت بخشی مایع و بخشی جامد وجود خواهد داشت. ابتدا ماده سازنده با نقطه ذوب پایین‌تر جامد می‌شود. معمولاً یک آلیاژ هیپویوتکیتیک زمانی که کاملاً جامد شد در حالت محلول جامد خواهد بود. آلیاژ هیپویوتکتوید همچنین دارای “دو دمای بحرانی” است، که اصطلاحاً به آن “Arrest” یا “بازداشت” می‌گویند. بین این دو دما، آلیاژ به صورت جزئی مایع و جزئی به صورت یک فاز کریستالی جداگانه به نام “فاز پرویوتکتوید” وجود خواهد داشت.

این دو دما به ترتیب دمای تبدیل بالا (A۳) و دمای تبدیل پایین (A۱) نامیده می‌شوند. با خنک شدن محلول از دمای تبدیل بالا به سمت یک حالت غیرقابل انحلال، فلز پایه اضافی مجبور به تبلور و تبدیل به پرویوتکتوید می‌شود. این روند تا زمانی که غلظت باقیمانده املاح به سطح یوتکتوید برسد ادامه خواهد داشت، که بعداً به عنوان یک ریزساختار جداگانه متبلور می‌شود.ریزساختار یک فولاد هیپویوتکتوید (۰٫۷ درصد کربن)، پرلیتی در کنار درصد کمی فریت.

یک فولاد هیپویوتکتوید کمتر از ۰٫۷۷٪ کربن دارد. پس از خنک کردن یک فولاد هیپویوتکتوید از دمای تبدیل آستنیت، جزایر کوچک از پرویوتکتوید-فریت تشکیل می‌شوند. تا زمانی که غلظت یوتکتوید در بقیه فولاد حاصل شود این جزایر به رشد خود ادامه خواهند داد و کربن عقب‌نشینی خواهد کرد. سپس این مخلوط یوتکتوید به صورت ریزساختار پرلیت، “pearlite” متبلور خواهد شد. از آنجایی که فریت از پرلیت نرم‌تر است، این دو ریزساختار برای افزایش قابلیت شکل‌پذیری ماده ترکیب خواهند شد. در نتیجه سختی ماده کاهش خواهد یافت.

عملیات حرارتی

آلیاژهای هایپریوتکتوید

آلیاژ هایپریوتکتیک (hypereutectic) نیز دارای نقاط ذوب مختلفی است. اما بین این نقاط، جز تشکیل دهنده ای که بالاترین دمای ذوب را دارد به صورت جامد وجود خواهد شد. به همین شکل، آلیاژ هایپریوتکتوید نیز دارای دو دمای بحرانی است. هنگام خنک کردن یک آلیاژ هایپریوتکتوید از دمای تبدیل بالا، معمولاً ابتدا اجزای حل شونده اضافی کریستاله خواهند شد، و پرویوتکتوید ایجاد خواهند کرد. این روند تا زمانی که غلظت در آلیاژ باقیمانده یوتکتوئید شود ادامه می‌یابد، که سپس در یک ساختار جداگانه متبلور می‌شود.

یک فولاد هایپریوتکتوید بیشتر از ۰٫۷۷٪ کربن دارد. هنگامی که به آرامی یک فولاد هایپریوتکتوید را خنک می‌کنید، ابتدا سمنتیت، “cementite” شروع به تبلور می‌کند. زمانی که باقی فولاد در ترکیب یوتکتوید می‌شود، به صورت پرلیت کریستاله می‌شود. از آنجایی که سمنتیت خیلی از پرلیت سخت‌تر است، آلیاژ در ازای از دست دادن قابلیت شکل دهی، سختی بالایی خواهد داشت.

عملیات حرارتی 8 - عملیات حرارتی

عملیات حرارتی جدول تعاریف و نمادها

نمادتعریف
Ae1دمای بحرانی هنگامی که مقداری آستنیت در شرایط تعادل گرمایی شروع به تشکیل می‌کند (یعنی در یک دمای ثابت).
Ac1دمای بحرانی هنگامی که مقداری آستنیت هنگام گرم شدن شروع به تشکیل می‌کند. حرف “c” از اول کلمه فرانسوی chauffant به معنای “گرم شده” گرفته شده‌است.
Ar1دمایی که در آن در هنگام خنک سازی، تمام آستنیت به فریت یا مخلوط فریت-سمنتیت تجزیه شده‌است. حرف “r” از اول کلمه فرانسوی refroidissant به معنای “خنک شدن” گرفته شده‌است.
Ae3دمای بحرانی بالایی وقتی تمام فاز فریت در شرایط تعادل کاملاً به آستنیت تبدیل شده باشد.
Ac3دمایی که در آن تبدیل فریت به آستنیت در هنگام گرم کردن، تکمیل می‌شود.
Ar3دمای بحرانی بالایی زمانیکه که یک ریزساختار کاملاً آستنیتی در هنگام خنک کاری شروع به تبدیل به فریت می‌کند.
Aeemدر فولاد هایپریوتکتوید، دمای بحرانی در شرایط تعادل، بین منطقه فاز یک محلول جامد آستنیت-کربن و منطقه دو فاز آستنیت با مقداری سمنتیت (Fe۳C)
Accmدر فولاد هایپریوتکتوید، دمایی که در هنگام گرمایش، تمام سمنتیت تجزیه شده و تمام کربن در شبکه کریستالی آستنیت حل می‌شود.
Arcmدر فولاد هایپریوتکتوید، دمایی که در هنگام خنک کاری محلول جامد آستنیت-کربن، سمنتیت شروع به شکل‌گیری (رسوب) می‌کند.
Arrدمایی که در آن، در هنگام خنک کاری، دلتا فریت تبدیل به آستنیت می‌شود.
Msدمایی که در آن، در هنگام خنک کاری، تبدیل آستنیت به مارتنزیت شروع می‌شود.
Mrدمایی که در آن، در هنگام خنک کاری، تشکیل مارتنزیت تمام می‌شود.
توجه ۱: همه این تغییرات، به جز تشکیل مارتنزیت، در هنگام خنک سازی در دمای پایین‌تری نسبت به گرم شدن اتفاق می‌افتند
عملیات حرارتی 9 - عملیات حرارتی

گروه صنعتی فولاد کاران

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

آپارات: https://www.aparat.com/FuladKaran

مطالعه مطالب بیشتر

لوله CK45 چیست
لوله فولادی

لوله CK45 چیست

لوله CK45 چیست لوله CK45 یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین انواع لوله‌های فولادی در صنایع مختلف است. این لوله‌ها به

ادامه مطلب »
ورق ck45 چیست
فولاد آلیاژی CK45

ورق ck45 چیست

ورق CK45 چیست؟ ورق CK45 یکی از انواع ورق‌های فولادی است که به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی خاص خود،

ادامه مطلب »
میلگرد CK45
میلگرد

میلگرد CK45

میلگرد CK45 میلگرد CK45 یکی از انواع میلگردهای فولادی است که به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی خاص خود، در

ادامه مطلب »

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

فروشگاه
علاقه مندی
0 محصول سبد خرید
حساب کاربری من