کوئنچ و تمپر کردن فولاد چگونه انجام می گیرد ؟

کوئنچ و تمپر کردن فولاد ، صنعت فولاد و سازه های فولادی در حال پیشرفت و بالا بردن سطح کیفیت است. از سال های پیش، متخصصین فولاد، برای بهبود کیفیت به دنبال راهی بدین منظور هستند. تا کنون روش های زیادی برای افزایش کیفیت و بهینه کردن فولاد وجود  دارد. که هر کدام طی مراحلی انجام می شود. در این مقاله شما را با کوئنچ کردن و مراحل آن، تمپر کردن و مراحل تمپر کردن آشنا میکنیم. 

عملیات حرارتی کوئنچ

عملیات حرارتی فولاد در واقع ماهیت قطعه فولادی را از نظر متالوژی، شیمیایی و فیزیکی تغییر می دهد. تا زمانی این عمل ادامه میابد که به تعادل برسد و مورد استفاده قرار گیرد. عملیات حرارتی، انواع متفاوتی دارد که هر یک دارای شرایط خاص خود هستند.

انواع عملیات حرارتی عبارتند از:

• آنیل کردن (باز پخت)
• نرماله کردن
• سخت کردن یا کوئنچ کردن
• آستمپر کردن
• مارتمپر کردن
• تنش‌ زدایی
• کروی کردن
• کربن‌ دهی سطحی
• نیتروژن دهی

عملیات کوئنچ کردن، نوعی عملیات حرارتی است که در آن قطعه ای که گرم شده را تا دمای بالاتر از دمای مورد نظر میرسانند و پس از آن به سرعت قطعه را سرد می کنند. در طی این عملیات، وقتی‌ که دمای فولاد در مرحله و نقطه یوتکتوئید است شروع به سرد کردن سریع قطعه می ‌کنند تا وارد فاز مارتنزیت شود. نقطه یوتکتوئید، نقطه ای است که فاز آستنیت ناپایدار می گردد. قبل از عملیات حرارتی، عنصر هایی مانند نیکل و منگنز به قطعه اضافه می شود تا دمای فولاد را کاهش دهد.

مراحل کوئنچ کردن فولاد

عملیات حرارتی کوئنچ کردن یکی از مهمترین و متداول ترین روش های حرارت دادن به فولاد است. مراحل عملیات کوئنچ را در ادامه دنبال کنید.

• در عملیات حرارتی کوئنچ، قطعه فولادی را تا دمای ۹۰۰ درجه سانتی گراد حرارت می دهند تا گرم شود. عملیات کوئنچ را شروع می کنند. باید عملیات کوئنچ و گرم کردن جوری باشد که همه جای قطعه به طور مساوی گرم شود. این نکته بسیار مهم است زیرا باعث یکدست شدن قطعه فولادی می شود.
• در دومین مرحله باید با گرم کردن قطعه را به نقطه یوتکتوئید رساند. سپس قطعه را در یک سیال غوطه ور می کنند تا سریع سرد شود و عملیات مارتنزیتی صورت می گیرد.

اکثرا برای سرد کردن قطعه بیشتر از سیالاتی مانند آب یا روغن استفاده می کنند. اگر قطعه را با آب سرد کوئنچ کنیم، سختی و استحکام خیلی خوبی روی قطعه صورت می گیرد. ولی این روش عیب بزرگی دارد که باعث می شود روی قطعه ترک های ریزی ایجاد شود. اگر قطعه با روغن سرد شود، یک لایه رسوب روی سطح قطعه تشکیل می شود که این لایه باعث میشود که به اندازه کافی سرد نمی شود و سختی قطعه کمتر می شود. سرعت عملیات کوئنچ کردن به نوع آلیاژهای موجود در قطعه بستگی دارد. و همین عناصر باعث می شود که در سرعت سرد شدن فولاد تاثیر گذار باشد.

نکات کوئنچ در روغن

برای انجام این عملیات برای کاهش احتمال آتش سوزی لازم است از روغنی استفاده شود که نقطه اشتعال بالاتری دارد.در این عملیات میزان تنش های پسماند کمتر است چون سرعت سرد شدن قطعه فولاد در روغن پایین تر از سردشدن با آب و سایر مواد است.در طول تمام مدت سرد شدن قطعات، باید روغن درون مخزن را هم زد تا تمام قسمت ‌های قطعه فولادی به‌ طور یکسان حرارت خود را از دست بدهند و سرد شوند.

دمای بین ۳۲ تا ۵۴۰ سانتی گراد بهترین دما برای روغن کوینچ است.عمق سخت کاری در فولادهایی که با روغن کوئینچ (خنک) می‌ شوند بالاتر از آن ‌هایی است که با آب کوئینچ می ‌شوند.مزیت این روش این است که قطعات فولادی که توسط هوا کوئینچ می ‌شوند، معمولا مغز قطعه فولاد هم چقرمه نمی ‌ماند و سخت کاری می ‌شود.

نکات کوئنچ در آب

کوئنچ و تمپر کردن فولاد ؛ در این روش هنگام استفاده از آب خالص یک لایه سد بخار روی قطعه فولادی ایجاد می ‌شود که باعث عدم سخت شدن بعضی از نقاط به‌ طور مطلوب خواهد شد.ولی در هنگام استفاده از آب ‌نمک کریستال های نمک روی قطعه رسوب کرده سپس منفجر می ‌شوند و همین امر باعث عدم تشکیل سد بخار خواهد شد و قطعه فولادی مورد نظر به‌ طور یکنواخت سرد می ‌شود.بنابراین بهتر است از آب نمک به جای آب خالی استفاده شود.

نکته:

• عملیات سخت کاری فولاد باید آخرین مرحله باشد و مراحلی نظیر ماشین ‌کاری و غیره قبلاً انجام‌ شده باشد.
• تاب برداشتن فولاد در حین عملیات سخت کاری فولاد امری اجتناب‌ ناپذیر است.

این امر بیشتر در مواقعی رخ می ‌دهد که قطعات با سرعت خیلی بیشتر از حد نیاز گرم یا سرد شوند یا قطعات را خیلی بیشتر از دمای بحرانی انتقالی گرم کنند.قطعه را باید به‌ طور نامناسب درون محیط کوئینچ (خنک شدن) وارد کنند و غیره ، بهتر است قطعاتی که طویل و نازک هستند را در مرحله کوئینچ کردن به صورت عمودی سرد کنید تا احتمال و میزان کمانی شدن، خمش و پیچش آن‌ ها به حداقل میزان ممکن برسد.

تمپر کردن فولاد (برگشت دادن)

کوئنچ و تمپر کردن فولاد ؛ زمانی که یک قطعه در طی عملیات کوئنچ قرار بگیرد، سختی بسیار خوبی پیدا میکند. ولی ممکن است قطعه بعد از عملیات کوئنچ ترد و شکننده شود. در واقع می توان گفت که عملیات تمپر برای مواقعی که قطعه در معرض شکستن و ترک خوردن باشد صورت می گیرد. عملیات تمپر نیز یکی دیگر از عملیات حرارتی است که خواص فیزیکی و شیمیایی فولاد را تغییر می دهد. عملیات تمپر کردن روی فولادهایی که کربن کم یا کربن به میزان متوسط دارند انجام نمی‌ شود چون در این عملیات بخشی از کربن فولاد گرفته می شود.

مراحل تمپر کردن

• گرم کردن تا دمای مناسب
• نگهداشتن فولاد در آن دما برای زمان مشخص
• خنک کردن آهسته فولاد گرم شده

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