عملیات حرارتی فولاد چیست؟

تعریف عملیات حرارتی

عملیات حرارتی به فرآیندی می گویند که در آن فلزات در حالت جامد و بدون تغییر شکل جهت رسیدن به خواص مطلوب در حالت کنترل شده گرم و بعد از آن سرد می شوند.تقریبا اکثر فلزات قابلیت انجام عملیات حرارتی را دارند و واکنش آن ها به این عملیات متفاوت است.

عملیات حرارتی یکی از عواملی می باشد که باعث تولید و کاربرد فولاد در صنعت شده. بسیاری از آلیاژ های غیر آهنی را می توان از طریق عملیات حرارتی به مقاومت بالاتری رساند. دمایی که در آن فولادها را در عملیات حرارتی قرار می دهند دمای بیش از 723 درجه است.خواص مکانیکی از جمله سختی فولاد ها در طی عملیات حرارتی تغییر می کند.

انواع روش های عملیات حرارتی

از انواع روش های عملیات حرارتی می توان به کربن دهی سطحی، آنیل کامل، نرمالیزاسیون و کوییچ تمپر کردن اشاره کرد.

کربن دهی سطحی

کربن دهی سطی ارزان ترین و رایج ترین روش سخت کردن سطحی است. این عملیات برای افزایش مقاومت به سایش و سختی سطح خارجی فولاد است. به کربن دهی کربونیزه نیز میگویند.کربن دهی سطحی به سه روش انجام می گیرید:

• کربن دهی جامد
• کربن دهی مایع
• کربن دهی گاز

کربن دهی جامد

در این روش فولاد کم کربن را درون یک جعبه فولادی دیگر می گذارند و جعبه فولادی را در معرض حرارت بالا قرار می دهند و اطراف قطعه اصلی را با ترکیباتی همچون زغال چوب و موادی که انرژی آزاد می کنند مانند کربنات باریم و کربنات کلسیم و کربنات سدیم پر می کنند.

کربن دهی مایع

در این روش کربن دهی به صورت غوطه ور کردن قطعه مورد نظر در نمک مذاب انجام می گیرد. این مذاب شامل کربنات سدیم و نمک طعام و سیلیسیم کاربید است. درجه حرارت باید حدود 850 درجه سانتیگراد باشد و زمان مورد نیاز بین 30 دقیقه تا 4 ساعت وابسته به مقدار نفوذ نیازی و درجه حرارت می تواند تغییر کند.

کربن دهی گاز

در کربن دهی گازی از گازهای کربن دار که حین واکنش های خاص درون کوره کربن تولید می کنند مانند گازهای متان پروپان و بوتان را وارد کوره می کنند با توجه به نیاز ما برای عمق نفوذ کربن به درجه حرارت و زمان خاصی نیاز داریم. مزیت این روش نسبت به روش قبل این است که سطح فولاد حاصل تمیز و صاف است و واکنش کربن دهی سریعتر صورت می گیرد زیرا نفوذ اتم های گازی کربن بسیار آسان تر از نفوذ کربن ناشی از مواد جامد کربن دار است.

عملیان حرارتی کوئنچ

کوئنچ به معنای سرد کردن سریع فولاد و سایر فلزات، پس از عملیات حرارتی در آب، روغن، نمک و جریان هوای سرد است.

فولادهای عملیات حرارتی

فولاد های Vcn100، Vcn150 و Vcn200 از دسته فولادهای عملیات حرارتی پذیر است.