دیار ماشین ارائه دهنده ی خدمات عملیات حرارتی و ساخت کوره های صنعتی با تکنولوژی هایتک و بالاترین استاندارد های جهان آماده همکاری با شما می باشد.

فهرست مطالب

سختکاری

سختکاری

سختکاری فولاد

سختکاری خنثی که همچنین به عنوان سختکاری مارتنزیتی نامیده می‌شود، عملیات حرارتی است که برای دستیابی به سختی / استحکام بالای فولاد استفاده می‌شود. این فرآیند شامل آستنیته کردن فولاد، خنك كردن سریع آن و برگشت (تمپر كردن) است.

فواید سختکاری
سختکاری(آبکاری)  یا عملیات حرارتی خنثی فواید زیادی دارد که به نوع فولاد بستگی دارد:

  • به قطعات تحت بار سنگین می‌توان ترکیب بهینه از استحکام بالا، چقرمگی و در صورت کاربرد مقاومت در برابر دما را داد.
  • چنین قطعاتی به دلیل داشتن استحکام بالاتر می‌توانند سبک‌تر طراحی شوند.
  • ابزارها و قالب‌ها ضمن حفظ چقرمگی، مقاومت به سایش و یا گرما به دست می‌آورند.
  • قطعاتی که برای بهبود صافی سطح نیاز به سنگ زنی دارند، قابلیت ماشین کاری لازم را کسب می‌کنند.
  • فولادهای ابزار: خواص مورد نظر برای این فولادها از قبیل سختی بالا‌، مقاومت در برابر سایش‌، مقاومت در برابر حرارت و قابلیت ماشین کاری را تنها با سختکاری می‌توان بدست آورد.
  • فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی: این فولادها فقط با سخت شدن حداکثر مقاومت در برابر خوردگی را کسب می‌کنند.
  • برای کلیه انواع فولاد: در هنگام شکل دهی قطعات (که قبل از عملیات حرارتی انجام می‌شود)، مواد نسبتاً نرم بوده و به همین دلیل ماشینکاری آن‌ها آسان است.

کاربرد و مواد

فولادهای مهندسی:

  • قطعات تحت بار زیاد مانند شفت، میله حامل، فریم، چنگال بالابر و پیچ و مهره و غیره مانند فولاد MO40  یا CK45
  • قطعاتی که برای درجه حرارت بالا در نظر گرفته شده است
  • فنرها از هر نوع و هر ابعادی
  • ابزارها: برش، نورد و … یعنی هر نوع ابزار برای کار سرد و همچنین برای کار گرم
  • قالب‌ها: برش، نورد، ریخته گری پلاستیک و آلومینیوم، و اکستروژن
  • قطعات از جنس فولاد زنگ نزن که به مقاومت در برابر خوردگی بالا نیاز دارند (صنایع غذایی و پزشکی)

جزئیات فرآیند

فرآیندهای سخت شدن که در اینجا شرح داده می‌شود معمولاً خنثی است، به این معنی که ترکیب شیمیایی سطح فولاد قطعات در طول فرآیند تغییر نمی کند.
کوانچ مستقیم رایج‌ترین روش برای سخت کردن فولاد است. برای مثال میتوان سختکاری CK45  را شرح داد.(سیکل سختکاری CK45 به شکل زیر نمی باشد ،برای بهتر درک کردن مطلب پیشنهاد شده)

  • اولین مرحله گرم کردن تا دمای سخت شدن است که بسته به نوع فولاد بین ۸۰۰ تا ۱۲۲۰ درجه سانتیگراد است. در دمای بین ۷۳۰ و ۹۰۰ درجه سانتیگراد (بسته به نوع فولاد) تغییر ساختار به آستنیت صورت می گیرد.
  • مرحله دوم نگه داشتن در دمای سخت شدن است تا به طور هم زمان کل حجم قطعات هم دما شود و ساختار به آستنیت تبدیل شود. این استحاله باعث کاهش حجم مخصوص می‌شود.
  • مرحله سوم ، کوانچ کردن مستقیم از دمای آستنیته در یک محیط سرد است. این نوع محیط کوانچ، بسته به نوع فولاد و ابعاد قطعه، معمولاً آب، نمک مذاب، روغن یا نیتروژن پر فشار است. سرعت سرد شدن باید به اندازه کافی بالا باشد تا از بازگشت مواد به ساختار نرم اصلی (تعادلی) جلوگیری کند.

 

تمپر کردن

تمپر کردن یک فرآیند دما پایین است که معمولا بعد از سختکاری خنثی، کربوراسیون، کربونیتراسیون یا سختکاری القایی برای رسیدن به سختی و چقرمگی مطلوب انجام می‌گیرد.

مزایا

حداکثر سختی یک فولاد که با سختکاری به دست می‌آید چقرمگی را به شدت کم می‌کند. تمپر کردن سختی را کاهش و چقرمگی را افزایش می‌دهد. از طریق تمپر کردن می‌توانید خصوصیات مواد (نسبت چقرمگی به سختی) را برای یک کاربرد مشخص تطبیق دهید.

کاربرد و مواد

تمپر کردن را می‌توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد:

  • دمای پایین (۱۶۰-۳۰۰ درجه سانتیگراد): برای فولادهای ابزار کار سرد و قطعاتی که سختکاری سطحی می‌شوند استفاده می‌شود که به طور معمول، نیاز به سختی در حدود ۶۰ HRC دارند.
  • دمای فولادهای فنر (۳۰۰-۵۰۰ درجه سانتیگراد): برای فولادهای فنر یا کاربردهای مشابه استفاده می‌شود که به طور معمول، نیاز به سختی در حدود ۴۵ HRC است.
  • درجه حرارت بالا (۵۰۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر): برای فولادهای ابزار کار گرم و فولاد تندبر استفاده می‌شود که سختی آن از ۳۰۰HB تا ۶۵HRC وابسته به نوع فولاد متفاوت خواهد بود.

جزئیات فرآیند

دمای تمپر کردن در عملیات حرارتی بسته به شرایط استفاده و نوع فولاد، از ۱۶۰ درجه سانتیگراد تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر متفاوت می‌باشد. تمپر کردن معمولاً در کوره هایی انجام می‌شود که می‌توانند به یک گاز محافظ مجهز شوند. گاز محافظ مانع از اکسیداسیون سطح در طی فرایند می‌شود و عمدتا برای دماهای بالاتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای بعضی از انواع فولادها زمان نگه داشتن در دمای تمپر کردن از اهمیت بالایی برخوردار است. زمان نگهداري زیاد همانند نگهداری در دماي بالاتر عمل می‌کند. بسته به نوع فولاد، پدیده‌ای به نام تردی تمپر می‌تواند در فواصل دمایی خاص رخ دهد که معمولاً از خنک کردن داخل این فاصله دما جلوگیری می شود. دمای ترد شدن و همچنین مناسب‌ترین دمای تمپر کردن بسته به سختی مورد نیاز در کاتالوگ‌های سازندگان فولاد نشان داده شده است.

 

 

عملیات حرارتی آستمپرینگ

آستمپرینگ یک فرآیند عملیات حرارتی برای فولادهای کربن متوسط تا پر کربن است که یک ساختار متالورژیکی به نام بینیت تولید می‌کند که از آن برای افزایش استحکام، چقرمگی و کاهش اعوجاج استفاده می‌شود. قطعات تا دمای سخت شدن گرم می‌شوند، سپس به اندازه کافی سریع خنک می‌شوند تا در دمای بالاتر از دمای شروع استحاله مارتنزیتی (Ms) قرار بگیرند و برای مدت زمان کافی برای تولید ریزساختار بنیت مورد نظر نگه داشته می‌شوند.

مزایا:

  • انعطاف پذیری ، چقرمگی و استحکام بالاتر برای سختی معین.
  • مقاومت در برابر شوک
  • کاهش اعوجاج، به ویژه برای قطعات نازک.

کاربرد و مواد

آستمپرینگ در درجه اول برای سخت شدن فولادهای کربن متوسط تا پر کربن در محدوده ۳۵-۵۵ HRC استفاده می‌شود که نیاز به چقرمگی و کاهش اعوجاج دارند. این فرایند به طور گسترده در صنعت خودروسازی برای گیره‌ها و سایر قسمت‌هایی که حداکثر انعطاف پذیری و چقرمگی مورد نیاز است استفاده می‌شود.
دامنه کاربردهای آستمپرینگ به طور کلی شامل قطعات ساخته شده از ورق یا نوار از مقطع کوچک است. آستمپرینگ مخصوصاً در مورد قطعات فولاد کربنی با بخش‌های نازک که به استحکام فوق العاده‌ای احتیاج دارد، کاربرد دارد.
آستمپرینگ روی چدن‌های داکتیل و آلیاژهای کربن متوسط مانند SAE 1045 تا ۱۰۹۵ ، ۴۱۳۰ ، ۴۱۴۰ ، ۵۱۶۰ ، ۶۱۵۰ (C45 تا C100 ، ۲۵CrMo4 ، ۴۲CrMo4 ، ۵۰CrV4 ) و برای سختی مورد نیاز بین HRC 38-52 مؤثر است.

جزئیات فرآیند

  • گرم کردن تا دمایی که در محدوده آستنیته قرار دارد، معمولاً C 790° -۹۱۵° .
  • کوانچ کردن (آبکاری)در یک حمام (نمک مذاب یا گاهی اوقات روغن) که در دمای ثابت نگهداری می‌شود، معمولاً در محدوده C 260-370°.
  • نگه داشتن در همان دما برای مدتی که ساختار به بینیت تغییر یابد.
  • سرد کردن تا دمای اتاق برای اتمام عملیات حرارتی

 

 

عملیات حرارتی مارتمپرینگ

مارتمپرینگ نوعی عملیات حرارتی است که به عنوان یک کوانچ منقطع فولادها، بطور معمول در حمام نمک مذاب در دمای درست بالاتر از دمای شروع استحاله مارتنزیتی انجام می‌گیرند. هدف به تأخیر انداختن سرد شدن برای مدتی است که دما در کل قطعه برابر شود. این امر اعوجاج، ترک خوردگی و استرس باقیمانده را به حداقل می‌رساند.

مزایا:

  • کاهش ترک خوردگی ناشی از تنش حرارتی
  • تنش باقیمانده در قطعات با هندسه
  • اندازه و وزن متغیر کاهش می‌یابد.

کاربرد و مواد

از آنجا که مارتمپرینگ تنش حرارتی باقیمانده در عملیات حرارتی را کاهش می‌دهد، برای قطعات با هندسه پیچیده، وزن‌های متنوع و با مقطع متغیر استفاده می‌شود.
مارتمپرینگ در درجه اول برای به حداقل رساندن اعوجاج و از بین بردن احتمال ترک خوردن استفاده می‌شود. فولادهای آلیاژی به طور کلی با مارتمپرینگ سازگاری بیشتری دارند.

نوع فولادهایی که در فرآیند مارتمپرینگ استفاده می‌شوند:

۹۰Mn4 / 1.1273 / AISI 1090
۴۲CrMo4 / 1.7225 / AISI 4140
۱۰۰Cr6 / 1.3505 / SAE 52100
۴۴SMn28 / 1.0762 / SAE 1144
۵۰CrMo4 / 1.7228 / AISI 4150
۳۴CrNiMo6 / 1.6511 / AISI 4340
۴۳CrNiMo6 / 1.6582 / 300M, 4340M
۴۶Cr2/ 1.7006 / AISI 4640
۴۱Cr4/ 1.7035 / AISI5140
۵۰CrV4 / 1.8159 / AISI 6150
۳۰NiCrMo2 / 1.6545 / AISI 8630
۴۰NiCrMo2 / 1.6546 / AISI 8740

جزئیات فرآیند

  • قطعات مارتمپر شده مانند قطعاتی که به طور معمول سختکاری شده‌اند، تمپر می‌شوند.
  • کوانچ كردن از دماي آستنیته در محيطی از مايع گرم در دماي كه معمولاً بالاتر از محدوده مارتنزیتي است.
  • نگه داشتن در محیط کوانچ تا زمانی که درجه حرارت در کل فولاد یکنواخت باشد.
  • خنک شدن با سرعت متوسط برای جلوگیری از اختلافات زیاد دما بین خارج و مرکز قطعه.
  • تمپر کردن به سبک معمولی.

 

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *