رفتن به مطلب

مشکلات تغییر شکل پروفیل چهار پهلو پس از عملیات حرارتی


rkiahoseyni

پست های پیشنهاد شده

  • مقالات

مقدمه:
به طور کلی، عملیات حرارتی فرآیندی است که حرارت را به مواد یا محصولات اعمال کرده تا خواص مختلف را در آن ایجاد نمایند. عملیات حرارتی شامل پردازش مواد فلزی با حرارت دادن و همچنین استریل کردن حرارتی غذاها و سایر محصولات است. در حالی که تغییر شکل حاصل از عملیات حرارتی می تواند ساده باشد، مانند فشرده سازی یا تاب برداشتن در مورد تیرها و میله های مربعی، تغییر شکل سه بعدی می تواند در محصولاتی که اشکال پیچیده دارند نیز رخ دهد. در این مقاله دانش اولیه تغییر شکل ناشی از عملیات حرارتی موادی نظیر آهن یا فولاد که برای کنترل ساختار و بهبود خواص آنها استفاده می شود، توضیح داده شده و مسائل مربوط به اندازه گیری تغییر شکل و برخی راه حل های ممکن ارائه گردیده  است.

image.jpeg.892af1a42b2b2f0b777d916e09c088fb.jpeg

 

عملیات حرارتی فلز:
عملیات حرارتی فلزات یک روش پردازش است که فلز را گرم و سرد می کند تا بدون تغییر شکل، خواص آن تغییر کند. برخی از خواصی که باید اصلاح شوند عبارتند از: استحکام، سختی، چقرمگی، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی، خواص ماشینکاری و کارایی سرد.

استحاله (دگرگونی) فازی:
چندین روش عملیات حرارتی از جمله کوئنچ، تمپرینگ، بازپخت و نرمال سازی وجود دارد. در طی این فرآیندها، پدیده ای به نام تبدیل فاز رخ می دهد. تبدیل فاز فرآیندی است که در طی عملیات حرارتی زمانی که یک فلز از جامد به مایع تبدیل می‌شود و سپس دوباره از مایع به جامد تبدیل می‌شود، رخ می‌دهد. این پدیده به این دلیل رخ می دهد که شکل فعلی (ساختار) فلز زمانی که شبکه کریستالی آن در نتیجه دما تغییر می کند، تغییر می یابد. هنگامی که ساختار در طول تبدیل فاز تغییر می کند، حجم نیز تغییر کرده و باعث تغییر شکل می شود.
به عنوان مثال، هنگامی که یک فولاد یوتکتوئید، که یک فولاد حاوی تقریباً 8/0 درصد کربن است، از دمای اتاق برای ایجاد ساختار آستنیتی گرم می شود و سپس سرد می شود، به دلیل تغییر ساختار تغییر شکل می دهد. ساختار پس از تبدیل فاز بسته به روش خنک کاری متفاوت است و بنابراین روش خنک سازی نیز بر میزان تغییر شکل تاثیر می گذارد.
به عنوان مثال در یک قطعه فولادی فلز در نتیجه گرم شدن منبسط می شود و تغییرات در ابعاد آن به دلیل تبدیل فاز می تواند تقریباً در دمای 750 درجه سانتیگراد (℉1382) و همچنین ناشی از افزایش دما در طول گرم شدن و در تقریباً 730 درجه سانتیگراد (℉1346) و مجدداً در طول خنک شدن رخ دهد. با توجه به سرعت سرد کردن مثلاً خنک کردن در روغن یا خنک کردن با آب پس از سرد شدن تغییر طول واضحی وجود خواهد داشت. در ادامه به بررسی تاثیر محیطهای مختلف خنک کاری پرداخته شده است.

خنک کاری در کوره (خنک کننده آهسته):
در این روش فلز پس از گرم شدن در کوره نگهداری می شود و در داخل کوره سرد می شود. این روش فلز را با سرعت تقریبی 30 درجه سانتیگراد (54 درجه سانتیگراد) در ساعت خنک می کند. ساختار فولاد پس از تبدیل فاز پرلیت است.

خنک کاری در هوا:
فلز پس از گرم شدن از کوره خارج شده و در دمای اتاق سرد می شود. ساختار پس از تبدیل فاز سوربیت است.

خنک کاری در روغن:
فلز گرم شده در روغن سرد می شود. به طور معمول، فلز در روغن تقریباً در دمای 60 تا 80 درجه سانتیگراد (140 تا 176 درجه سانتیگراد) خنک می شود. در ساختار پس از تبدیل فاز، بخشی از ساختار آستنیت به تروستیت تبدیل می شود.
خنک کاری در آب:
این فلز در آب در دمای تقریباً 40 درجه سانتیگراد (104 درجه سانتیگراد) خنک می شود. ساختار پس از تبدیل فاز مارتنزیت است.

اقدامات مناسب برای جلوگیری از مشکلات تغییر شکل ناشی از عملیات حرارتی:
علاوه بر تبدیل فاز توضیح داده شده در بخش قبل، دلایل دیگر مشکلات تغییر شکل ناشی از عملیات حرارتی عبارتند از شکل نادرست یا ناهموار سطح یا گرمایش و سرمایش ناگهانی که باعث ترک می شود. در این بخش این مشکلات تغییر شکل، علل آنها و اقداماتی برای جلوگیری از آنها توضیح داده شده است.

رفع ترک ها:
این مشکلی است که در آن ترک خوردگی مواد رخ می دهد. این می تواند در روز بعد از سرد کردن یا بعد از خنک شدن مواد تا حدود 200 درجه سانتیگراد (392 درجه سانتیگراد) یا کمتر رخ دهد. علل احتمالی عبارتند از عیوب شکل ناشی از انبساط حجم به دلیل گرمایش یا سرمایش نامناسب، آنیل نامناسب بلافاصله پس از سرد کردن، و دمای بیش از حد سرد کردن.

اقدامات متقابل:
شکل محصول و شرایط سطح را بررسی کنید.
مواد سرد شده را تا حدود 200 درجه سانتیگراد (392 درجه سانتیگراد) یا کمتر خنک نکنید.
بلافاصله پس از سرد شدن مواد را تمپر کنید.
دمای کوئنچ را کاهش دهید.
با سنگ زنی ترک ها را حذف کنید.
این مشکلی است که در آن ترک خوردگی مواد فولادی هنگام آسیاب شدن پس از عملیات حرارتی رخ می دهد. دو نوع ترک وجود دارد: ترک‌های آسیاب نوع 1 که وقتی سطحی که با برش، پرداخت یا روش‌های دیگر ماشینکاری می‌شود به حدود 100 درجه سانتیگراد (212 درجه سانتیگراد) می‌رسد، و ترک‌های آسیاب نوع 2 که هنگام ماشینکاری سطح با برش ایجاد می‌شوند. پرداخت، یا روش دیگر به حدود 300 درجه سانتیگراد (℉572) می رسد.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی
 

لینک به دیدگاه
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • ایجاد مورد جدید...

اطلاعات مهم