۱۲ فرآیند اساسی عملیات حرارتی و نقش آنها

۱. آنیل کردن
روش کار:
پس از گرم کردن قطعه فولادی تا دمای Ac3+30~50 درجه یا Ac1+30~50 درجه یا کمتر از Ac1 (می‌توانید اطلاعات مربوطه را مطالعه کنید)، معمولاً آن را به آرامی با دمای کوره خنک می‌کنند.

هدف:
کاهش سختی، افزایش انعطاف‌پذیری، بهبود عملکرد برش و ماشینکاری تحت فشار؛
دانه را اصلاح کنید، خواص مکانیکی را بهبود بخشید و برای فرآیند بعدی آماده شوید.
تنش‌های داخلی ناشی از کار سرد و گرم را از بین ببرید.

نکات کاربردی:
1. قابل استفاده برای فولاد سازه‌ای آلیاژی، فولاد ابزار کربنی، فولاد ابزار آلیاژی، فورج‌های فولادی تندبر، قطعات جوشکاری شده و مواد اولیه با وضعیت تأمین نامعتبر؛
۲. عموماً در حالت خام آنیل می‌شود.
دوم. عادی‌سازی
روش کار:
قطعه فولادی پس از عایق‌بندی تا دمای Ac3 یا Acm بالای 30 تا 50 درجه، کمی بیشتر از سرعت سرد شدن آنیل، گرم می‌شود.

هدف:
کاهش سختی، بهبود پلاستیسیته، بهبود عملکرد برش و ماشینکاری تحت فشار؛
پالایش دانه، بهبود خواص مکانیکی، برای آماده‌سازی در فرآیند بعدی؛
تنش‌های داخلی ناشی از کار سرد و گرم را از بین ببرید.

نکات کاربردی:
نرماله کردن معمولاً به عنوان فرآیند پیش عملیات حرارتی برای آهنگری، جوشکاری و کربوره کردن قطعات استفاده می‌شود. برای قطعات فولادی سازه‌ای کم کربن و کربن متوسط ​​و فولاد کم آلیاژ، که نیازمند عملکرد بالایی هستند، می‌توان از آن به عنوان عملیات حرارتی نهایی نیز استفاده کرد. برای فولادهای آلیاژی متوسط ​​و پرآلیاژ، خنک‌کاری با هوا می‌تواند منجر به کوئنچ کامل یا جزئی شود و بنابراین نمی‌توان از آن به عنوان فرآیند عملیات حرارتی نهایی استفاده کرد.

III. کوئنچینگ
روش کار:
قطعات فولادی را بالاتر از دمای تغییر فاز Ac3 یا Ac1 گرم کنید، برای مدتی در این دما نگه دارید و سپس به سرعت در آب، نیترات، روغن یا هوا خنک کنید.

هدف:
کوئنچ کردن عموماً برای ایجاد یک ساختار مارتنزیتی با سختی بالا انجام می‌شود، گاهی اوقات برای برخی از فولادهای آلیاژی بالا (مانند فولاد ضد زنگ، فولاد مقاوم در برابر سایش)، کوئنچ کردن برای ایجاد یک ساختار آستنیتی یکنواخت است تا مقاومت در برابر سایش و خوردگی بهبود یابد.

نکات کاربردی:
معمولاً برای فولادهای کربنی و آلیاژی با محتوای کربن بیشتر از صفر ممیز سه درصد استفاده می‌شود؛
کوئنچ کردن می‌تواند به طور کامل به استحکام و پتانسیل مقاومت در برابر سایش فولاد کمک کند، اما در عین حال باعث ایجاد تنش‌های داخلی زیادی می‌شود که باعث کاهش پلاستیسیته و چقرمگی ضربه فولاد می‌شود، بنابراین برای دستیابی به خواص مکانیکی کلی بهتر، لازم است که عملیات تمپر انجام شود.

چهارم. تمپر کردن
روش کار:
قطعات فولادی کوئنچ شده پس از عایق‌بندی، در هوا یا روغن، آب گرم و خنک‌کننده با آب، تا دمایی کمتر از Ac1 دوباره گرم شدند.

هدف:
کاهش یا حذف استرس داخلی پس از خاموش شدن، کاهش تغییر شکل قطعه کار و ترک خوردگی؛
برای تنظیم سختی، بهبود پلاستیسیته و چقرمگی و به دست آوردن خواص مکانیکی مورد نیاز برای کار؛
اندازه قطعه کار را تثبیت کنید.

نکات کاربردی:
۱. حفظ سختی و مقاومت سایشی بالای فولاد پس از کوئنچ با عملیات تمپرینگ در دمای پایین؛ به منظور حفظ درجه خاصی از چقرمگی در شرایط بهبود الاستیسیته و استحکام تسلیم فولاد، عملیات تمپرینگ در دمای متوسط؛ به منظور حفظ درجه بالایی از چقرمگی ضربه و شکل‌پذیری، اصلی‌ترین روش است، اما با عملیات تمپرینگ در دمای بالا نیز استحکام کافی وجود دارد؛
۲. فولاد معمولی سعی می‌کند از دمای ۲۳۰ تا ۲۸۰ درجه و فولاد ضد زنگ تمپر شده بین ۴۰۰ تا ۴۵۰ درجه اجتناب کند، زیرا این زمان باعث تردی تمپر شده می‌شود.
ترجمه شده با DeepL.com (نسخه رایگان)
پنجم. تمپر کردن
روش کار:
عملیات تمپر کردن در دمای بالا پس از کوئنچ، تمپر کردن نامیده می‌شود، یعنی قطعات فولادی را تا دمایی 10 تا 20 درجه بالاتر از دمای کوئنچ گرم می‌کنند، آن را برای کوئنچ نگه می‌دارند و سپس در دمای 400 تا 720 درجه تمپر می‌کنند.

هدف:
بهبود عملکرد برش و پرداخت سطح ماشینکاری؛
کاهش تغییر شکل و ترک خوردگی در حین کوئنچ؛
خواص مکانیکی جامع خوبی را بدست آورید.

نکات کاربردی:
۱. برای فولاد سازه‌ای آلیاژی، فولاد ابزار آلیاژی و فولاد تندبر با سختی‌پذیری بالا؛
2. نه تنها می تواند به عنوان انواع سازه های مهم تر از عملیات حرارتی نهایی مورد استفاده قرار گیرد، بلکه می تواند به عنوان برخی از قطعات محکم مانند پیچ ​​ها و سایر عملیات پیش حرارتی برای کاهش تغییر شکل نیز مورد استفاده قرار گیرد.
ششم. پیری
روش کار:
قطعات فولادی را تا 80 تا 200 درجه گرم کنید، به مدت 5 تا 20 ساعت یا بیشتر در این حالت نگه دارید و سپس با کوره بیرون بیاورید تا در هوا خنک شوند.

هدف:
تثبیت ساختار قطعات فولادی پس از کوئنچ، کاهش تغییر شکل در حین نگهداری یا استفاده؛
برای کاهش تنش‌های داخلی پس از کوئنچ و همچنین عملیات سنگ‌زنی و تثبیت شکل و اندازه.

نقاط کاربرد:
۱. قابل استفاده برای انواع مختلف فولاد پس از کوئنچ؛
2. معمولاً در الزامات شکل قطعه کار فشرده که دیگر تغییر نمی‌کند، مانند پیچ ​​فشرده، ابزار اندازه‌گیری، شاسی تخت، استفاده می‌شود.
هفتم. درمان سرماخوردگی
روش کار:
فولاد کوئنچ شده، در محیط با دمای پایین (مانند یخ خشک، نیتروژن مایع) تا دمای -60 تا -80 درجه یا کمتر خنک می‌شود و پس از حذف دمای یکنواخت تا دمای اتاق، دما یکنواخت و ثابت می‌ماند.

هدف:
۱. به طوری که تمام یا بیشتر آستنیت باقیمانده در قطعات فولادی کوئنچ شده به مارتنزیت تبدیل شود و در نتیجه سختی، استحکام، مقاومت در برابر سایش و حد خستگی قطعات فولادی افزایش یابد.
2. تثبیت سازماندهی فولاد برای تثبیت شکل و اندازه قطعات فولادی.

نکات کاربردی:
۱. کوئنچ کردن فولاد باید بلافاصله پس از عملیات سردکاری و سپس تمپر کردن در دمای پایین انجام شود تا از سرد شدن در دمای پایین و ایجاد تنش داخلی جلوگیری شود.
2. عملیات سرد عمدتاً برای فولاد آلیاژی ساخته شده از ابزارهای فشرده، گیج‌ها و قطعات فشرده کاربرد دارد.
هشتم. خاموش کردن سطح گرمایش شعله
روش کار:
با شعله سوزان مخلوط گاز اکسیژن - استیلن، روی سطح قطعات فولادی اسپری می‌شود، به سرعت گرم می‌شود، هنگامی که دمای کوئنچ بلافاصله پس از خنک شدن با اسپری آب حاصل می‌شود.

هدف: برای بهبود سختی سطح، مقاومت در برابر سایش و استحکام خستگی قطعات فولادی، قلب همچنان چقرمگی حالت را حفظ می‌کند.

نکات کاربردی:
۱. بیشتر برای قطعات فولادی با کربن متوسط ​​استفاده می‌شود، عمق کلی لایه کوئنچ ۲ تا ۶ میلی‌متر است.
۲. برای تولید تک قطعه یا دسته کوچک قطعات کار بزرگ و نیاز به کوئنچ موضعی قطعه کار.
نه. سخت‌کاری سطحی با گرمایش القایی
روش کار:
قطعه فولادی را در سلف قرار دهید، به طوری که سطح قطعه فولادی جریان القایی تولید کند، در مدت زمان بسیار کوتاهی تا دمای کوئنچ گرم شود و سپس با اسپری آب خنک شود.

هدف: برای بهبود سختی سطح، مقاومت در برابر سایش و استحکام خستگی قطعات فولادی، قلب برای حفظ چقرمگی حالت.

نکات کاربردی:
1. بیشتر برای قطعات فولادی سازه‌ای از جنس فولاد کربن متوسط ​​و آلیاژ هال متوسط ​​استفاده می‌شود.
2. با توجه به اثر پوستی، لایه کوئنچینگ سخت‌شوندگی القایی با فرکانس بالا عموماً 1 تا 2 میلی‌متر، کوئنچینگ با فرکانس متوسط ​​عموماً 3 تا 5 میلی‌متر و کوئنچینگ با فرکانس بالا عموماً بیشتر از 10 میلی‌متر است.
۱۰. کربن‌دهی
روش کار:
قطعات فولادی را در محیط کربن‌دهی قرار دهید، تا دمای 900 تا 950 درجه سانتیگراد گرم کنید و گرم نگه دارید تا سطح فولاد غلظت و عمق خاصی از لایه کربن‌دهی را به دست آورد.

هدف:
سختی سطح، مقاومت در برابر سایش و استحکام خستگی قطعات فولادی را بهبود می‌بخشد، قلب همچنان چقرمگی حالت خود را حفظ می‌کند.

نکات کاربردی:
۱. برای قطعات فولاد نرم و فولاد کم آلیاژ با کربن ۰.۱۵٪ تا ۰.۲۵٪، عمق کلی لایه کربن‌دهی ۰.۵ تا ۲.۵ میلی‌متر است.
2. برای رسیدن به هدف کربن سازی، پس از کربن سازی باید کوئنچ شود تا سطح آن مارتنزیت شود.
یازدهم. نیتریده کردن
روش کار:
استفاده از آمونیاک در دمای 500 تا 600 درجه، هنگام تجزیه اتم‌های فعال نیتروژن، به طوری که سطح فولاد با نیتروژن اشباع شده و لایه نیترید تشکیل می‌شود.

هدف:
سختی، مقاومت در برابر سایش، استحکام خستگی و مقاومت در برابر خوردگی سطح فولاد را بهبود می‌بخشد.

نکات کاربردی:
برای آلومینیوم، کروم، مولیبدن و سایر عناصر آلیاژی در فولاد ساختاری آلیاژ کربن و همچنین فولاد کربنی و چدن استفاده می‌شود و عمق لایه نیتریدی به طور کلی 0.025 تا 0.8 میلی‌متر است.

XII. نفوذ همزمان نیتروژن و کربن
روش کار:
کربنیزه کردن و نیترید کردن همزمان سطح فولاد.

هدف:
برای بهبود سختی، مقاومت در برابر سایش، استحکام خستگی و مقاومت در برابر خوردگی سطح فولاد.

نکات کاربردی:
1. برای قطعات فولاد کم کربن، فولاد سازه‌ای کم آلیاژ و فولاد ابزار استفاده می‌شود، عمق لایه نیتریدی عمومی 0.02 ~ 3 میلی‌متر است.
۲. پس از نیتریداسیون، کوئنچ و تمپر کردن در دمای پایین.

ترجمه شده با DeepL.com (نسخه رایگان)