عملیات حرارتی چیست؟
عملیات حرارتی به فرآیند پردازش حرارتی فلزات اطلاق می‌شود که در آن مواد گرم می‌شوند، گرم نگه داشته می‌شوند و در حالت جامد سرد می‌شوند تا ساختار و خواص مورد نظر به دست آید. در طول پیشرفت از عصر حجر به عصر برنز و آهن، نقش عملیات حرارتی به تدریج شناخته شد.
در اوایل 770 قبل از میلاد تا 222 قبل از میلاد، چینی ها در عمل تولید متوجه شده بودند که خواص فولاد به دلیل تأثیر تغییر شکل دما و فشار تغییر می کند. عملیات نرم شدن چدن سفید یک فرآیند مهم برای ساخت ابزار کشاورزی است.
عملیات حرارتی شامل نرمال کردن، بازپخت کردن، کوئنچ کردن، تمپر کردن، کربورسازی، تهویه و غیره است.
1. عادی سازی: حرارت دادن قطعات فولادی یا فولادی تا دمای مناسب بالاتر از نقطه بحرانی AC3 یا ACM و نگه داشتن آن برای مدت زمان معین، سپس سرد شدن در هوا برای به دست آوردن ساختاری شبیه پرلیت.
2. آنیل بازپخت: حرارت دادن قطعه کار فولاد هیپویوتکتوئید تا 20-40 درجه بالاتر از AC3، نگه داشتن آن برای مدتی، سپس سرد کردن آهسته با کوره (یا مدفون در ماسه یا آهک) تا دمای زیر 500 درجه و سرد کردن در هوا
3. کوئنچینگ: فرآیند عملیات حرارتی که در آن فولاد آستنیته می شود و سپس با سرعت خنک سازی مناسب خنک می شود تا قطعه کار تحت مارتنزیت و سایر دگرگونی های ساختاری ناپایدار در کل مقطع یا در محدوده معین قرار گیرد.
4. Tempering: قطعه کار خاموش شده را تا دمای مناسب زیر نقطه بحرانی AC1 برای مدت زمان معینی گرم کنید و سپس آن را با روشی خنک کنید که شرایط لازم برای به دست آوردن ساختار و خواص مورد نیاز را برآورده کند.
5. کربناتید شدن فولاد: کربنیتریدینگ فرآیند نفوذ همزمان کربن و نیتروژن به سطح فولاد است. به طور معمول، کربونیتریداسیون را سیانیداسیون نیز می‌گویند و کربناتیداسیون گازی در دمای متوسط و کربنیتیداسیون گازی در دمای پایین (یعنی نیتروژن نرم گازی) به طور گسترده استفاده می‌شود. هدف اصلی کربناترید کردن گاز با دمای متوسط بهبود سختی، مقاومت در برابر سایش و استحکام خستگی فولاد است. کربناته شدن گاز در دمای پایین عمدتاً نیتریدینگ است و هدف اصلی آن بهبود مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر گرفتگی فولاد است.
6. Quenching و Tempering: عموماً عملیات حرارتی همراه با quenching و tempering در دمای بالا را Quenching and Tempering می گویند. عملیات کوئنچ و تمپرینگ به طور گسترده در بخش های مختلف سازه ای مهم، به ویژه میله های اتصال، پیچ و مهره ها، چرخ دنده ها و شفت هایی که تحت بارهای متناوب کار می کنند، استفاده می شود. پس از عملیات کوئنچ و تمپر، ساختار سوربیت تمپر شده به دست می آید و خواص مکانیکی آن بهتر از ساختار سوربیت نرمال شده با همان سختی است. سختی آن بستگی به دمای اعتدال در دمای بالا دارد و به پایداری حرارت فولاد و اندازه مقطع قطعه کار، عموماً بین HB200-350 مربوط می‌شود.
