عملیات حرارتی فلزات | عملیات سرمایش (سردسازی) فلزات

<p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="عملیات حرارتی Heat Treatment" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1609929614205.jpg" alt="عملیات حرارتی" /></p> <h2>عملیات حرارتی Heat Treatment</h2> <p>جهت گرمایش و خنک کاری کنترل شده مواد برای تغییر ساختار مکانیکی و فیزیکی فلزات عملیات حرارت دهی صورت می گیرد. توسط عملیات حرارتی می توان خواصی از قبیل استحکام، قابلیت ماشین کاری، مقاومت به سایش و مقاومت به خوردگی را در اجسام تغییر داد و این تغییرات در خواص مواد رخ می دهد و تغییر خاصی در شکل قطعات ایجاد نمی کند. عملیات حرارتی یکی از مهمترین و پرکاربردترین فرایندهای صنعتی است. از عملیات حرارتی برای ساخت مواد غیر فلزی مانند شیشه، سرامیک و ... نیز استفاده می شود.</p> <p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title=" عملیات حرارت دهی فلزات" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1609930121005.jpg" alt=" عملیات حرارت دهی فلزات" /></p> <p style="text-align: center;">تصویر شماره 1 - عملیات حرارت دهی فلزات</p> <p><strong>عملیات حرارتی شامل:</strong></p> <ul> <li>نرمالیزاسیون (نرماله)</li> <li>سخت کاری</li> <li>آنیل کردن</li> <li>کوئنچ کردن</li> <li>تمپر کردن</li> </ul> <h2>انواع عملیات حرارتی</h2> <p><strong>نرمالیزاسیون</strong></p> <p>فرآیند نرمالیزاسیون به منظور یکنواخت سازی ترکیب و اندازه دانه استفاده می شود. فلز تا دمای از پیش تعیین شده حرارت داده می شود سپس به وسیله هوا خنک می شود. فلز نهایی عاری از هرگونه ناخالصی نامطلوب است و دارای استحکام و سختی بیشتر می باشد. معمولا فرآیند نرماله کردن بروی موادی استفاده می شود که در معرض ماشین کاری بیشتری قرار می گیرد، چرا که این فرآیند موجب بهبود این ویژگی می شود.</p> <p><strong>آنیل کردن</strong></p> <p>عملیات آنیل کردن، اغلب به منظور نرم کردن فلزهایی چون آهن، مس، برنج، فولاد و نقره استفاده می شود. در این روش ابتدا فلز را حرارت داده سپس می گذارند به صورت کنترل شده و به آرامی در دمای محیط سرد می شوند. در عملیات آنیل خواص شیمیایی و مکانیکی محصول تغییر میکند و سختی ورق کاهش پیدا می کند. این روش شکل دهی، قالب گیری و برش فلز را آسانتر می کند و همچنین موجب افزایش رسانایی الکتریکی فلز می شود.</p> <p><strong>سخت کاری</strong></p> <p>برای بهبود خواص مکانیکی فولاد از فرآیند سخت کاری استفاده می شود. طی فرآیند سخت کاری فلز، در دمای بالایی حرارت داده می شود و تا زمانی که نسبتی از کربن حل نشود، این دما حفظ می شود. سرانجام فلز آبدیده می شود و به سرعت درون آب و یا نفت سرد می شود. این فرآیند موجب تولید آلیاژی با استحکام بالا در برابر سایش می شود. اما سخت کاری برای کاربردهای مهندسی مناسب نیست زیرا موجب افزایش شکنندگی فلز می شود.</p> <p><strong>کوئنچ کردن</strong></p> <p>کوئنچ کردن به فرآیندی گفته می شود که در آن فلز پس از گرم شدن در یک دمای معین و در یک زمان حساب شده، به سرعت سرد می شود که با توجه به خواص مکانیکی مد نظر این سرد شدن در آب و روغن و یا در هوا صورت می پذیرد. فرآیند کوئنچ کردن از تغییرات نامطلوبی که در فلز در دماهای پایین رخ می دهد مانند تغییر فاز جلوگیری می کند.</p> <p><strong>تمپر کردن (برگشت دادن)</strong></p> <p>از عملیات تمپر کردن زمانی استفاده می شود که نرمی و تورق پذیری فولاد بسیار حائز اهمیت باشد. فولاد تمپر نشده بسیار سخت و محکم ولی سکننده است و برای ستفاده در کارهای عملی مناسب نیست.</p> <p>مواد فلزی از ساختارهای بسیار ریزی به نام دانه grain یا کریستالیت ساخته شده اند. مهم ترین عاملی که خواص مکانیکی یک فلز را تعیین می کند طبیعت دانه (اندازه و ترکیب آن ها) می باشد. عملیات حرارتی کمک میکند که خواص فلز را با کنترل نرخ وابخش Diffiusion و نرخ سرمایش ساختار فلز را تغییر داد.</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید: <a title="جوشکاری ورق گالوانیزه" href="https://www.modiranahan.com/article/167/%D8%AC%D9%88%D8%B4%DA%A9%D8%A7%D8%B1%DB%8C-%D9%88%D8%B1%D9%82-%DA%AF%D8%A7%D9%84%D9%88%D8%A7%D9%86%DB%8C%D8%B2%D9%87" target="_blank">جوشکاری ورق گالوانیزه</a></p> </blockquote> <h2>سرمایش (سردسازی) چیست؟</h2> <p>یکی از انواع مختلف عملیات حرارتی، سردسازی (عملیات سرمایش) می باشد. این روش شامل سرد کردن سریع فلز برای سازگار خواص مکانیکی آن با محیط است. در این روش فلز تا دمای بالاتر از دمای تبلور و نیزپایین تر از دمای ذوب خود، حرارت دهی می شود. سپس فلز با این دما در مدت زمان معین می ماند تا گرما به طور کامل در فلز نفوذ کند. سرانجام فلز را در دمایی دیگر قرار می دهند تا دمای آن با دمای محیط همخوانی کند. به منظور کاهش دمای حاصل از عملیات آبدهی در سرتاسر فلز، ممکن است فلز برای مدت زمان بیشتری در محیط مذکور باقی بماند.</p> <p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="سرمایش و سردسازی فلزات" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1609929984391.jpg" alt="سرمایش و سردسازی فلزات" /></p> <p style="text-align: center;"><span id="Environment"></span>تصویر شماره 2 - سرمایش و سردسازی فلزات</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید:&nbsp;<a title="جوشکاری سرد چیست" href="https://www.modiranahan.com/article/174/%D8%AC%D9%88%D8%B4%DA%A9%D8%A7%D8%B1%DB%8C-%D8%B3%D8%B1%D8%AF-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%AC%D9%88%D8%B4-%D8%B3%D8%B1%D8%AF" target="_blank" rel="nofollow">جوشکاری سرد چیست</a></p> </blockquote> <h2>محیط های سردسازی</h2> <p>برای انجام عملیات سرزدایی می توان از محیط های متنوعی بهره برد که هر محیط ویژگی های مخصوص به خود را دارد. انتخاب محیط سردسازی به سرعت سردکردن، چالش های زیست محیطی، جایگزین های محیط موردنظ و قیمت آن بستگی دارد. هوا، آب، روغن و نمک از محیط های سردسازی رایج به شمار می روند.</p> <p><strong>هوا</strong></p> <p>هوا، از محیط های معمول جهت سرد کردن فلز طی عملیات سرمایش می باشد. اصلی ترین مزیت این روش، دسترسی سریع و راحت به آن است چرا که فراوانی این ماده روی زمین، زیاد است. در واقع هر ماده ی گرمی که برای رسیدن به دمای محیط در معرض هوا قرار بگیرید، عملیات سرمایش توسط هوا را گذرانده است. اگر سرعت بخشیدن به عملیات سرمایش مهم باشد به جای استفاده از هوای ساکن باید از هوای فشرده و پرفشار در اطراف فلز استفاده کرد. اما حتی هو.ای فشرده شده نیز سرعت بالایی در جهت سرمایش فلزات ندارد و این امر به تغییر خواص مکانیکی فلز می انجامد.</p> <p><strong>روغن</strong></p> <p>استفاده از روغن به جای هوا، سرعت سرمایش فلز را به مراتب افزایش می دهد. برای این منظور قطعه حرارت دیده را در محفظه روغن فرو برده و یا روغن روی قطعه مورد نظر می پاشند. سرعت سردسازی هر روغن متفاوت است و در مصارف گوناگون، از روغن های متفاوتی استفاده می شود.</p> <p><img class="content-image" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" title="عملیات سرمایش فلزات.jpg" src="https://api.modiranparts.com/uploads/images/imgid1609930004033.jpg" alt="سرد کردن فلزات با آب" /></p> <p><strong>آب</strong></p> <p>یکی دیگر از روش های سرد کردن سریع فلزات، آب است. آب حتی قادر است فلزات را سریع تر از روغن سرد کند. سرما دهی با آب نیز مشابه روغن، با غوطه ور سازی فلزات حرارت دیده در محفظه پر از آب و یا پاشیدن اب بروی فلزات است. مزایای آب عدم اشتغال پذیری آن است.</p> <p><strong>آب نمک</strong></p> <p>استفاده از آب و نمک برای خنک سازی سرعت سردسازی را بالا می برد. زیرا هنگامی که از مخلوط آب و نمک در تماس با فلزات حرارت دیده استفاده می شود از شکل گیری حباب های هوا جلوگیری می کند. این یعنی سطح بیشتری از فلز در معرض مایع قرار می گیرد.</p> <blockquote> <p>بیشتر بخوانید:&nbsp;<a title="سازه نگهبان چیست" href="https://www.modiranahan.com/article/165/%D8%B3%D8%A7%D8%B2%D9%87-%D9%86%DA%AF%D9%87%D8%A8%D8%A7%D9%86-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA-%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%A7%D8%B9-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%D9%87-%D9%86%DA%AF%D9%87%D8%A8%D8%A7%D9%86" target="_blank" rel="nofollow">سازه نگهبان چیست</a></p> </blockquote> <p>عملیات سردسازی در محیط های متفاوتی قابل انجام است. برای انتخاب هر کدام از محیط ها باید عوامل مختلفی مانند سختی پذیری و وزن قطعات را در نظر گرفت تا عملیات سرماایش به بهترین شکل ممکن انجام شود.</p> <p>برخی از فرآیند ها به استحکام بخشی از طریق سرمایش شناخته می شود، فولاد تا دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد حرارت دهی شده و سپس توسط عملیات سرمایش، سرد می شود. برخی از سرمایش های سریع، باعث تغییر در ساختار کریستالی فولاد می شود. بسته به محتوای کربن و عناصر آلیاژی موجود در فولاد، زیرساختارهای سخت و شکننده تری مانند مارتنزیت و یا باینیت در طی این فرآیند حاصل می شوند که باعث افزایش استحکام و سختی فولاد می شوند. از سوی دیگر این روش باعث کاهش مقاومت فولاد نسبت به ضربه و چکش خواری نیز می شود.</p>