ورود به حساب ثبت نام جدید فراموشی کلمه عبور
برای ورود به حساب کاربری خود، نام کاربری و کلمه عبورتان را در زیر وارد کرده و روی “ ورود به حساب” کلیک کنید.





اگر فرم ثبت نام برای شما نمایش داده نمیشود، اینجا را کلیک کنید.









اگر فرم بازیابی کلمه عبور برای شما نمایش داده نمیشود، اینجا را کلیک کنید.





صفحه 3 از 3 نخست 123
نمایش نتایج: از 21 به 27 از 27
  1. #21
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    مارتمپرینگ قطعات چدنی

    مارتمپرینگ

    از عملیات حرارتی مارتمپرینگ به منظور حصول ساختمان مارتنزیتی عاری از تنشهای زیاد استفاده می شود.
    معهذا، طبیعت تردی و شکنندگی مارتنزیت همچنان حفظ می شود. از اینرو قطعات چدنی را پس از مار تمپر کردن معمولاً تمپر نیز می نمایند. عملیات مارتمپرینگ شامل حرارت دادن قطعه در درجه حرارتی در محدوده حرارتی سخت کردن، کوئنچ کردن در حمام نمک مذاب، روغن و یا سرب مذاب با درجه حرارتی بالاتر از درجه حرارت تشکیل مارتنزیت (205 تا 260 درجه سانتیگراد و یا 400 تا 500 درجه فارنهایت، برای چدنهای غیرآلیاژی)، نگهداشتن برای مدت زمان کافی جهت هم دما شدن قطعه با حمام و سپس سرد کردن در هوا یا روغن تا درجه حرارت اتاق می باشد.


    همانگونه که اشاره شد برای اطمینان از حذف یا به حداقل رساندن تنشهای داخلی در این نوع قطعات و در نتیجه جلوگیری از انهدام زودرس آنها، معمولاً پس از مارتمپرینگ قطعات را بازگشت می دهند . زمان و درجه حرارت بازگشت باید توجه به سختی نهائی مورد نظر انتخاب شوند.بعلت سرعت کم انتقال حرارت در ضمن سرد کردن قطعات در محیط داغ (نمک مذاب، روغن داغ ویا سرب مذاب)، عملیات آستمپرینگ و مارتمپرینگ چدنها نیز محدود می شود به ضخامتهای کم از چدنهای غیر آلیاژی و یا ضخامتهای متوسط از چدنهای آلیاژی با سختی پذیری زیاد.

  2. 1
  3. #22
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    سخت کردن سطحی قطعات چدنی

    سخت کردن سطحی

    سخت کردن شعله ای معمولترین روش سخت کردن سطحی است که در رابطه با چدنهای خاکستری استفاده می شود. به کمک این روش، هر نوع چدنهای خاکستری آلیاژی و غیرآلیاژی را بنحو موفقیت آمیزی می توان سخت کرد. یکی از مهمترین جنبه های ترکیب شیمیائی برای سخت کردن شعله ای، عبارت است از درصد کربن ترکیبی چدن، که باید در حدود 0.5 تا 0.7 درصد باشد.در حالت کلی، سخت کردن شعله ای برای چدنها با درصد کربن ترکیبی کمتر از 0.4 و یا بیشتر از 0.8 درصد توصیه نمی شود.

    همچنین چدنهای خاکستری با ورقه های درشت و ضخیم گرافیت، که از جمله مشخصه های چدنهای خاکستری با ورقه های درشت و ضخیم گرافیت، که از جمله مشخصه های چدنهای پرکربن می باشد، برای سخت کردن شعله ای مناسب نیستند. زیرا گرافیتها سوخته و موجب متخلخل شدن سطح می شوند.

    از آنجائی که سیلیسیم موجب کاهش درصد کربن ترکیبی چدن شده و تمایل به گرافیت زائی را زیاد می کند، توصیه می شود که قطعاتی که قرار است توسط این روش سخت شوند، حداکثر 2 تا 2.4 درصد سیلیسیم داشته باشند.همچنین سفارش شده، که برای افزایش ضخامت سخت شده، درصد منگنز بین 0.8 تا 1 درصد حفظ شود. بطور کلی، توسط سخت کردن شعله ای، چدنهای آلیاژی را در مقایسه با چدنهای غیر آلیاژی بنحو مطلوبتری می توان سخت کرد.

  4. 1
  5. #23
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218
    مقدمه
    بررسی روش های مختلف عملیات حرارتی که منجر به تشکیل میکروساختارهای تعادلی می شوند،. این ساختارها که تماما شامل فریت و سمانتیت ، ولی با توزیع های متفاوت اند ، اکثرا به کمک حرارت دادن فولاد در دماهای نسبتا بالا و یا برای مدت زمان نسبتا طولانی و سپس سرد کردن آهسته تا دمای اتاق به دست می آید . در فولادهای آلیاژی ، علاوه برفریت و سمانتیت ، کاربیدهای آلیاژی نیز وجود دارند . بنابراین علاوه بر ترکیب شیمیایی و ساختار اولیه ، دما و زمان حرارت دادن از جمله پارامترهای کنترل کننده میکروساختار و خواص مکانیکی نهایی اند . از جمله خواص مورد نظر در این عملیات عبارتند از : بهبود انعطاف پذیری، کاهش تنش های داخلی و باقیمانده از عملیات قبلی ، بهبود قابلیت ماشین کاری و ایجاد یکنواختی در میکروساختار .



    همگن کردن (
    Homogenising ):

    از جمله مشخصه های فولاد های ریخته گری شده ، ساختار شاخه ای ( Dendritic Structure)، جدایش موضعی ( Segrigation ) و نایکنواختی در ترکیب شیمیایی (Coring) است . پدیده های مزبور که ناشی از ناتعادلی سرد شدن در ضمن انجماد و عدم نفوذ کامل عناصر آلیاژی است، باعث افت خواص مکانیکی فولاد ، از جمله قابلیت کار گرم و یا سرد و همچنین کاهش کیفیت وکارایی عملیات حرارتی مختلف می شوند . از این رو، ساختار و ترکیب شیمیایی فولادهای ریخته گری شده باید به کمک عملیات حرارتی مناسب یکنواخت شود . برای این منظور، قطعات مورد نظر را در دمای نسبتا بالا ( مطابق شکل ) برای مدت زمان نسبتا طولانی حرارت داده و سپس به آهستگی تا دمای اتاق سرد می کنند . ( زمان حرارت دادن بستگی به ابعاد و ترکیب شیمیایی قطعه دارد ). این عملیات به همگن کردن و یا آنیل نفوذی ( Diffusion Annealing ) موسوم است. از آنجایی که دمای انتخاب شده نسبتا بالاست ، نفوذ سریع بوده و بنابراین پس از پایان عملیات، نایکنواختی ریزساختار و ترکیب شیمیایی از بین می رود . به علاوه فازهای ثانویه نظیر کاربیدهای رسوب شده به هنگام انجماد ، در آستنیت حل شده و به صورت محلول در می آیند. همچنان که از نمودار مشخص است ، گستره دمایی همگن کردن و کار گرم بر یکدیگر منطبقند .



    آنیل کردن (
    Annealing):

    واژه آنیل دارای معنی ، مفهوم و کاربرد وسیعی است ، بدین صورت که ، به هر نو ع عملیات حرارتی که منجر به تشکیل ساختاری به جز مارتنزیت و با سختی کم و انعطاف پذیری زیاد شود، اطلاق می گردد . از آنجایی که این مفهوم بسیار کلی است ، عملیات حرارتی آنیل به یک سری فرآیندهای مشخص ترو دقیق تر تقسیم می شود . این تقسیم بندی بر اساس دمای عملیات، روش سرد کردن ، ساختار و خواص نهایی است .


    آنیل کامل
    ( Full Annealing ) :
    آنیل کامل عبارت است از حرارت دادن فولاد در گستره دمایی نشان داده شده در نمودار قبل وسپس سرد کردن آهسته ، معمولا در کوره. تحت شرایط فوق آهنگ سرد شدن در حدود 0,02 درجه سانتی گراد بر ثانیه است . همچنان که از شکل مشخص است ، گستره دمایی آستنیته کردن برای آنیل کامل ، تابع درصد کربن فولاد است . بدین صورت که ، برای فولادهای هیپو یوتکتواید ، حدود 50 درجه سانتی گراد بالای خط Ac3 و برای فولادهای های هایپر یوتکتواید حدود 50 درجه سانتی گراد بالا ی خط Ac1است. دماهای بحرانی Ac1 و Ac3 تا حدودی تحت تاثیر عناصر آلیاژی در فولادها تغییر می کند. بنابراین به طور کلی در عملیات آنیل کامل، فولادهای هیپو یوتکتواید را در ناحیه تک فازی آستنیت و فولادهای هایپر یوتکتیک را در ناحیه دو فازی آستنیت – سمانتیت حرارت می دهند. علت آستنیتی کردن فولادهای هایپر یوتکتواید در ناحیه دو فازی آستنیت – سمانتیت این است که سمانتیت پرویوتکتواید در این فولادها به صورت کروی و مجتمع شده در می آیند .

    اگر چنین فولادی تا بالای خط Acm حرارت داده شود ، در ضمن آهسته سرد شدن سمانتیت پرویوتکتواید به صورت شبکه پیوسته ای در مرزدانه های آستنیت رسوب می کند و در نتیجه منجر به ترد و شکننده شدن فولاد می گردد . در عملیات آنیل کامل ، نه تنها دمای آستنیتی کردن ، بلکه آهنگ سرد کردن نیز دارای اهمیت ویژه ای است . سرد کردن آهسته که معادل سرد شدن در کوره است باعث می شود که در ضمن عبور از خطوط Ac1 و Ac3 ابتدا فریت و سپس پرلیت از آستنیت به وجود آیند. به علت سرد شدن آهسته، فریت تشکیل شده دارای دانه های درشت و هم محور بوده و پرلیت دارای فاصله بین لایه ای نسبتا زیاد ( پرلیت خشن یا درشت ) است . از جمله مشخصه های مکانیکی این میکروساختار عبارت است از : کاهش سختی و استحکام و افزایش انعطاف پذیری . اگر واژه آنیل بدون پسوند استفاده شود ، منظور همان آنیل کامل است .


    آنیل همدما :

    این عملیات شامل حرارت دادن فولاد در دو دمای مختلف است . ابتدا عملیات آستنیتی کردن در همان گستره دمایی مربوط به آنیل کامل انجام می شود و سپس سرد کردن سریع تا دمای ( زیر خط AC1 ) و نگهداشتن برای مدت زمان کافی جهت انجام دگرگونی . پس از پایان دگرگونی ، فولاد را با هر آهنگ سرد شدن دلخواهی می توان سرد کرد . در نمودار شمایی از مراحل گرم و سرد شدن را در عملیات آنیل همدما برای یک فولاد هیپو یوتکتواید نشان داده شده است . زمان لازم برای آنیل همدما در مقایسه با آنیل کامل به مراتب کمتر است، در حالیکه سختی نهایی کمی بیشتر خواهد بود . همانند آنیل کامل ، ریزساختار حاصل از آنیل همدما در فولاده ای هیپویوتکتواید ، یوتکتواید و هایپریوتکتواید به ترتیب عبارت است از فریت –پرلیت ، پرلیت و پرلیت – سمانتیت . ولی پرلیت حاصل نسبتا ظریف تر و درصد فریت و سمانتیت پرویوتکتواید تا حدودی کمتر است .
    از جمله موارد عمده کاربرد آنیل همدما در رابطه با فولادهای آلیاژی ای است که دارای سختی پذیری ( Hardenability) بالايی هستند . در صورتی که بر روی این فولادها عملیات حرارتی آنیل کامل انجام شود ، به علت سختی پذیری بالا ساختار نهایی حاصل ، به جای پرلیت خشن، ممکن است پرلیت ظریف و یا حتی مخلوطی از پرلیت ظریف و باینیت بالایی باشد. آنیل همدما در ضمن مراحل ساخت قطعات فولادی نیز استفاده می شود. اگر یک شمش ریخته گری یا نورد شده از جنس فولاد آلیاژی سخت شونده در هوا ( Air Hardening Steel ) را از ناحیه آستنیت تا دمای اتاق در هوا سرد کنند ، احتمال تشکیل ترک های سطحی بر روی آن زیاد است .
    این پدیده به هنگان مارتنزیت شدن مغز قطعه و در نتیجه اعمال تنش کششی ( ناشی از انبساط ) بر روی سطح آن که قبلا مارتنزیت و سخت شده است ، اتفاق می افتد . از این رو به منظور جلوگیری از ایجاد ترک های سطحی ، شمش های گرم را در کوره های آنیل همدما در دمای 700 درجه سانتی گراد نگه داشته تا دگرگونی آستنیت به پرلیت به طور کامل انجام شود. از این پس ، آهنگ سرد شدن اثر چندانی بر ساختار و خواص نهایی ندارد . با این حال پس از پایان دگرگونی ، قطعات معمولا در هوا سرد می شوند.


    نرماله کردن ( Normalizing):
    نرماله کردن یکی دیگر از انواع روش های عملیات حرارتی است که ریزساختار حاصل همانند آنیل کردن شامل پرلیت ، مخلوطی از پرلیت و فریت و یا مخلوطی از پرلیت و سمانتیت ( بستگی به ترکیب شیمیایی فولاد ) است. لیکن تفاوت های مهمی بین نرماله کردن و آنیل کردن وجود دارد. در نرماله کردن ، دمای آستنیتی کردن برای فولادهای هیپویوتکتواید کمی بالاتر از گستره دمایی مربوط به آنیل کردن است ، در حالی که برای فولادهای هایپریوتکتواید از گستره دمایی حدود 50 درجه سانتی گراد بالای Acm استفاده می شود . بر خلاف آنیل کامل که فولاد در کوره سرد می شود ، در عملیات نرماله کردن ، قطعات پس از آستنیتی شدن در هوا سرد می شوند . تحت چنین شرایطی آهنگ سرد شدن در حدود 0,1 تا 1 درجه سانتی گراد بر ثانیه است. از آنجایی که در نرماله کردن فولادهای هیپویوتکتواید گستره دمایی آستنیته کردن بالاتر از گستره دمایی مربوط به آنیل است، ساختار آستنیت و همچنین توزیع عناصر آلیاژی از یکنواختی بیشتری برخوردار خواهد بود. یکی دیگر از اهداف مهم نرماله کردن عبارت است از ریز کردن دانه های درشتی که اغلب به هنگام کار گرم در دمای بالا و یا در ضمن ریخته گری و انجماد به وجود آمده اند . هنگامی که قطعه کار گرم یا ریخته گری شده با دانه های درشت در دمایی بین دمای AC1 و AC3 قرار بگیرد، دانه های جدید آستنیت جوانه زده و رشد می کنند .

    بنابراین درعملیات نرماله کردن فولادهای هیپویوتکتواید ، ابتدا آستنیتی با ساختار همگن و دانه های ریز به وجود می آید و سپس در اثر سرد شدن در هوا به فریت و پرلیت تبدیل می شود . از نظر خواص مکانیکی، ریزساختار حاصل از نرماله کردن می تواند در بعضی موارد به عنوان عملیات حرارتی نهایی منظور شود. در مواردی که هدف سخت کردن قطعاتی باشد که دارای دانه های درشت هستند ، نرماله کردن به عنوان عملیات حرارتی اولیه جهت ریز کردن دانه ها استفاده می شود. برای نرماله کردن فولادهای هایپر یوتکتواید از گستره دمایی بین خط Acmو حدود 50 درجه سانتی گراد بالای آن استفاده می شود . انتخاب این گستره دمایی به منظور ریز کردن دانه های آستنیت ، انحلال کاربیدهای رسوب شده و هچنین شکسته شدن شبکه پیوسته کاربیدی است.

    نمودار قبل شمایی از گستره های دمایی مربوط به دگرگونی آستنیت به مخلوط فریت و پرلیت را برای فولاد هیپویوتکتواید در عملیات آنیل و نرماله کردن نشان می دهد. با توجه به اینکه درنرماله کردن فریت و پرلیت در دمایی کمتر و با آهنگی بیشتر از آنیل کردن تشکیل می شوند، اندازه دانه های فریت و سمانتیت و فاصله بین لایه ای پرلیت هر دو کاهش می یابد. بنابراین درمقایسه با خواص حاصل از فرآیند آنیل ، استحکام و سختی افزایش یافته و انعطاف پذیری تا حدودی کاهش می یابد


    کروی کردن ( Spheroidizing ):
    انعطاف پذیرترین و نرم ترین شرایط در هر فولاد مربوط به میکروساختاری شامل سمانتیت کروی توزیع شده به طور یکنواخت در زمینه فریتی می شود . انعطاف پذیری زیاد این ریز ساختار مستقیما مربوط به زمینه کاملا یکنواخت و پیوسته فریتی می شو د . لازم به اشاره است که در پرلیت لایه های سمانتیت باعث نا پیوستگی و تقسیم زمینه فریتی شده و در نتیجه تغییر شکل را به طور موثری کاهش می دهد . بنابراین در مقایسه با ساختار کروی ، انعطاف پذیری ساختارپرلیت کمتر و سختی آن بیشتر است . انعطاف پذیری بسیار خوب فولاد های کم کربن و کربن متوسط با سمانتیت کروی از این نظر اهمیت دارد که این فولادها اغلب توسط کار سرد شکل می گیرند . از طرف دیگر از آنجایی که ساخت قطعات از جنس فولادهای پرکربن اغلب نیاز به ماشین کاری زیاد دارند ، سختی کم ریزساختار سمانتیت کروی این فولادها اه میت قابل ملاحظه ای دارد. سمانتیت کروی پایدارترین ریز ساختار موجود در فولادهاست که با حرارت دادن فولاد در مدت زمان مناسب به دست می آید .

    از آنجایی که کروی کردن سمانتیت مستلزم نفوذ است ، دما وزمان عملیات باید طوری انتخاب شود که نفوذ به بهترین وجه انجام گرفته و در نتیجه در کوتاهترین مدت بیشترین درصد سمانتیت کروی شود . آهنگ کروی شدن سمانتیت بستگی به میکروساختار اولیه فولاد و همچنین نحوه عملیات حرارتی کروی کردن دارد . از نظر میکرو ساختاری، پرلیت بیشترین زمان را برای کروی شدن نیاز دارد و در بین ریز ساختارهای مختلف پرلیتی زمان لازم برای کروی شدن به ترتیب از پرلیت خشن به پرلیت متوسط و سپس پرلیت ظریف کاهش می یابد.

    مهم ترین روش های عملیات حرارتی کروی کردن عبارتند از :
    1- حرارت دادن فولاد تا درست زیر دمای Ac1، نگهداشتن برای مدت زمان کافی جهت کروی شدن و سپس سرد کردن آن در هوا تا دمای اتاق
    2- حرارت دادن فولاد تا ناحیه دو فازی بین Ac1 وAc3 برای فولادهای هیپویوتکتواید و یا بين Ac و Acn برای فولادهای هایپریوتکتواید به منظور آستنیته کردن جزیی ، سرد کردن آهسته تا زیر دمای 1 Ar ، نگهداشتن برای مدت زمان کافی جهت کروی شدن و سپس سرد کردن در هوا تا دمای اتاق.
    -3 حرارت دادن فولاد تا بالای دمای Ac1 و آستنیتی کردن جزیی ، سرد کردن تا زیر دمای Ar1 و نگهداشتن برای مدت زمانی در حدود 30 دقیقه ، گرم کردن مجدد تا بالای دمای Ac1 و تکرار عملیات تا اینکه ریز ساختاری با سمانتیت کاملا کروی شده به دست آید .
    پس از کروی شدن سمانتیت ، قطعه را تا دمای اتاق در هوا سرد می کنند .


    بازیابی
    (Recovery) و تبلور مجدد ( Recristallization)

    انجام کار سرد بر روی فولادها ( تقریبا تمامی فلزات و آلیاژها ) باعث افزایش استحکام و سختی و کاهش انعطاف پذیری و یا شکل پذیری آنها م شود . این پدیده که به کارسختی (Work Hardening ) موسوم است ناشی از افزایش پیوسته معایب بلوری در اثر ادامه انجام کار سرد است . در اثر کار سرد ، انرژی داخلی فلز افزایش یافته و بنابراین از نظر ترمودینامیکی ناپایدار خواهد شد . حرارت دادن چنین قطعه ای ب اعث از بین رفتن معایب بلوری موجود و بازیابی رزساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی اولیه می شود . این پدیده تحت عنوان بازیابی و تبلور مجدد بررسی و مطالعه شده است .


    بازیابی :
    (Recovery)
    در ضمن عملیات حرارتی بازیابی تغییرات عمده ای که در ساختار بلوری فلز به وجود می آید، عبارت است از کاهش و یا از بین رفتن معایب بلوری که از قدرت تحرک زیادی برخوردارند . در این عملیات ، معایب نقطه ای نظیر جاهای خالی و اتم های اضافی یکدیگر را خنثی می کنند. نابجایی های پیچی چپگرد و راستگرد و نابجاییهای لبه ای مثبت و منفی به ترتیب در یکدیگر ادغام شده و حذف می گردند . در نتیجه انرژی داخلی کاهش می یابد . ادامه عملیات حرارتی بازیابی همراه با لغزش و صعود نابجایی های باقیمانده و ردیف قرار گرفتن آنها است . به این ترتیب ، مرزهی فرعی تشکیل می شود . تشکیل مرزهای فرعی که به چند وجهی شدن موسوم است عملی خود به خود می باشد ، زیرا انرژی آزاد داخلی میکروساختار با دانه های فرعی در مقایسه با قطعه کار سرد شده به مراتب کمتر است . در عملیات بازیابی خواص فیزیکی تقریبا به طور کامل بازیابی شده و تا حدودی به خواص فیزیکی قطعه قبل از کار سرد بر می گردد . در حالی که
    تغییرات خ واص مکانیکی چندان محسوس نیست . در حقیقت ، عملیات حرارتی تبلور مجدد است که باعث بازیابی خواص مکانیکی قطعه کار سرد شده می شود . تغیراتی که در ساختار بلوری در ضمن عملیات بازیابی به وجود می آید را نمی توان به کمک میکروسکوپ نوری مطالعه کرد و نیا ز به میکروسکوپ الکترونی دارد.


    تبلور مجدد :
    ( Recristallization)
    از جمله اثرات کار سرد عبارت است از تغییر شکل دانه ها در جهت اعمال نیرو و ایجاد تنش های داخلی. در عملیات حرارتی تبلور مجدد دانه های جدید هم محور و عاری از تنش در فلز کار سرد شده به وجود می آید . در ضمن این عملیات ، تغییراتی که د ر اثر انجام کار سرد در خواص فیزیکی و مکانیکی به وجود آمده از بین می رود و قطعه به حالت قبل از کار سرد برمی گردد . در حقیقت ، تبلور مجدد ادامه عملیات حرارتی بازیابی است و دانه های جدید عاری از تنش می توانند از دانه های فرعی حاصل از عملیات بازیابی به وجود آی ند . اساسا فرآیند تبلور مجدد شامل جوانه زنی و رشد بوده که نروی محرکه برای این عملیات ، ناشی از کاهش انرژی آزاد حجمی در اثر کاهش چگالی نابجای هاست .

    از آنجایی که عملیات حرارتی تبلور مجدد فولادها در ناحیه دو فازی فریت -سمانتیت انجام می شود ، تغییرات ساختار هم راه با تغییر فاز نخواهد بود . به طور کلی ریزساختار فولادهای کم کربن و کربن متوسط قبل از کار سرد شامل سمانتیت کروی و یا عمدتا فریت با مقدار کمی پرلیت است ، که هر دو از انعطاف پذیری خوبی برخوردارند . فریت موجود در این ساختار عاری از تنش بوده و دارای دانه های هم محور است . کار سرد، دانه هی فریت را در جهت انجام کار مکانیکی تغییر شکل داده و معایب بلوری را در آن افزایش می دهد .



    تنش گیری ( Stress Relieving ):

    برخی از فرآیندهای عملیات حرارتی و یا مکانیکی در قطعات ایجاد تنش های داخلی می کند که می تواند مخرب بوده و بر عملکرد این قطعات تاثیر نامطلوب گذارد . تنش های داخلی حاصل، مکن است منجر به تاب برداشتن ، ترک خوردن و یا انحدام قطعات در تنش هایی به مراتب کمتر از سطح تنش طراحی شده برای آنها شود.

    از جمله منابع تنش های داخلی عبارتند از :
    1- نا یکنواخت سرد شدن نقاط مختلف یک قطعه در ضمن کاهش دما از ناحیه آستنیت .
    2- ماشین کاری و کار سرد در فولادها .
    3- جوشکاری که ممکن است باعث ایجاد تنش های کششی در قطعه شود .
    برای حذف یا کاهش تنش های باقیمانده از عملیات قبلی ، قطعات مورد نظر را برای زمان مشخصی در دمایی زیر دمای بحرانی حرارت می دهند. زمان حرارت دهی بستگی به ابعاد قطعه و دمای تنش گیری دارد. هرچه دمای تنش گیری بالاتر انتخاب شود، زمان لازم برای انجام عامل عملیات کمتر است. به منظور جلوگیری از ایجاد تنش های حرارتی جدید و همچنین احتمال شکستن قطعه در ضمن عملیات حرارتی تنش گیری، معمولا حرارت دادن و یا سرد کردن از دمای تنش گیری باید خیلی آهسته انجام شود . این موضوع به ویژه در رابطه با قطعات حجیم و تجهیزات بزرگ جوشکاری شده صادق است.

    هنگام آنیل معمولا آلیاژ نرم تر می شود. در این نمونه ها درصد کربن بین 0,2 تا 0,3 است. این درصد کربن به قسمت فریتی پرلیتی تعلق دارد . اگر دمایی که نمونه به آن برده می شو د زیر Ac1 باشد تنها تنش زدایی انجام می شود و تغییر فاز، تغییر اندازه دانه و تبلور مجدد رخ نخواهد داد . برای انجام تبلور مجدد حتما باید درصدی کار سرد انجام شده باشد. نمونه A دارای دو فاز می باشد . قسمت های تیره رنگ پرلیت و قسمت های روشن رنگ فریت هستند. با افزایش دما تا 650 درجه سانتی گراد (دمای زير Ac1 ) و نگهداری 15 دقیقه ای در این دما، نمونه تنش زدایی می شود. که این حالت در نمونه B دیده می شود. مقداری درصد ز تیره رنگ پرلیت کمتر شده است که علت آن دکربوره شدن نمونه است .
    اگر نمونه اولیه را به دمای 850 درجه ببریم ، چون این دما بالاتر ازAc1 است دانه ها درشت خواهند شد. در نمونه C از آنجا که نمونه اولیه دارای دانه های نسبتا ریزی بوده است ، افزایش اندازه دانه ها چشمگیر نیست .
    ادر نمونه D نيزهمانند نمونه C افزایش اندازه دانه ها چشمگیر نیست . اما به د لیل اینکه کوره مورد استفاده اتمسفری و رو باز بوده است، مقداری دکربوره شده است .
    در نمونه E درشتی دانه ها بیشتر شده است و علت آن زمان بیشتری است که نمونه در کوره نگه داشته شده است. زیرا با توجه به پارامتر دما – زمان ، چون در بین نمونه های C، D و E د مای نگهداری یکسان بوده است ، در این بین زمان بر روی اندازه دانه ها تاثیر گذار بوده است و نمونه E که زمان بیشتری را در کوره گذرانده است ، دارای اندازه بزرگتری شده است .
    در نمونه F ابتدا در کوره به دمای 950 درجه سانتی گراد برده شده است که در این دما آستنیتی ا ست و سپس با انداختن نمونه در آب ، عمل تبدیل به مارتنزیت انجام شده است . قسمت های تیره رنگ این نمونه به دلیل تنش های ناشی از انداختن نمونه در آب است .

    در نمونه G چون به نمونه اجازه داده شده است آرام و در هوا سرد شود ، مارتنزیت تشکیل نشده است. در نمونه H زرگترین اندازه دانه ها دیده می شود . در این نمونه فاز روشن فریت بسیار یشتر از فاز تیره رنگ پرلیت است. علت این امر بالا بودن دمای کوره و خارج شدن کربن نمونه به صورت اکسید از نمونه است . به همین دلیل پرلیت نمونه کمتر شده است . در سطح دانه های فریت لکه های سیاه رنگی دیده می شود که علت وجود آنها زمان زیاد اچ کردن نمونه ها است



    منبع: ایران مواد

  6. 3
  7. #24
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    عمليات حرارتي چدن نشكن

    عمليات حرارتي چدن نشكن

    عمليات حرارتي كه در دماي پايين براي كاهش يا آزاد كردن تنش هاي داخلي باقي مانده پس از ريخته گري انجام مي شود.
    ● آنيل كردن
    عمليات حرارتي كه براي بهبود انعطاف پذيري و چقرمگي ، كاهش سختي و حذف كاربيدها انجام مي شود.
    ● نرماله كردن
    عمليات حرارتي كه به منظور بهبود استحكام به همراه كمي انعطاف پذيري انجام مي شود.
    ● سخت كردن و تمپر كردن
    عمليات حرارتي كه به منظور افزايش سختي يا بهبود استحكام و بالا بردن نسبت تنش (تنش تسليم) انجام مي شود.
    ● آستمپر كردن
    عمليات حرارتي كه به منظور بدست آمدن ساختاري با استحكام بالا به همراه كمي انعطاف پذيري و مقاومت به سايش عالي انجام مي شود.
    ● سخت كردن سطحي به وسيله ي القاء ، شعله يا ليزر
    عمليات حرارتي كه به منظور مقاوم به سايش ساختن و سخت كردن موضعي سطح انتخاب شده انجام مي شود.
    در اين مقاله عمليات آنيلينگ ، نرماله كردن ، آستمپر كردن ، كونچ كردن و تمپر كردن چدن نشكن شرح داده مي شود.


    ◄ آستنيته كردن چدن نشكن:
    هدف معمول آستنيته كردن اين است كه تا حد امكان زمينه ي آستنيتي با مقدار كربن يكسان قبل از پروسه ى حرارتى توليد شود. به عنوان مثال در چدن نشكن هيپريوتكتيك براي آستنيته كردن بايد از دماى بحرانى كمي بالاتر برويم به طورى كه دماى آستنيته در منطقه ى دو فازى ( آستنيت و گرافيت ) باشد. دماى آستنيته كردن به وسيله ى عناصر آلياژى موجود در چدن نشكن تغيير مى كند
    با افزايش دماي آستنيته كردن مي توان آستنيت تعادلي حاوى كربن كه در حال تعادل با گرافيت است را افزايش داد. كه اين پارامتر قابل انتخاب است( در زمان محدود). كربن موجود در زمينه ي آستنيتي كنترل دماي آستنيته كردن را مهم ساخته كه اين دما به منظور جلو بردن واكنش به مقدار زيادي به كربن موجود در زمينه ي آستنيتي بستگي دارد ، اين ساختار مخصوصاً براي آستمر كردن ساخته مي شود ، سختي پذيري (قابليت آستمپر كردن ) به ميزان زيادي به كربن موجود در زمينه و در واقع به عناصر الياژي موجود در چدن نشكن بستگي دارد ، ميكرو ساختار اصلي و سطح مقطع قطعه تعيين كننده ي زمان مورد نياز براي آستنيته كردن مي باشند
    مراحل بعد از آستنيته كردن هنگامي كه مورد اهميت باشند عبارتند از : آنيل كردن ، نرماله كردن ، كونچ و تمپر كردن و آستمپر كردن


    ◄ آنيلينگ چدن نشكن :
    هنگامي كه حداكثر انعطاف پذيري و قابليت ماشينكاري عالي مورد نياز باشد و استحكام بالا مورد نياز نباشد ، عموماً چدن نشكن آنيل فريتي مي شود. بدين گونه كه ميكروساختار به فريت متحول مي شود و كربن اضافي به صورت مي باشد، اگر ماشينكاري عالي مورد 60-40-18 نوع ASTM كروي رسوب مي كند. اين عمليات حرارتي ساخته ي نياز باشد بايد مقدار منگنز ، فسفر و عناصر آلياژي از قبيل كرم و موليبدن درحد امكان پايين باشد زيرا باعث آهسته كردن پروسه ي آنيل مي شوند.
    نحوه ي آنيل كردن توصيه شده براي چدن نشكن آلياژي و چدن نشكن با كاربيد يوتكتيك و بدو ن كاربيد يوتكتيك در پايين شرح داده شده است :

    آنيل كامل براي چدن نشكن با 2%-3% سيليسيم و بدون كاربيد يوتكتيك :

    گرم كردن تا دماي 870- 900 درجه ي سانتي گراد و نگهدار ي در اين دما به مدت 1 ساعت در ازاي هر اينچ ضخامت ،سپس سرد كردن در كوره با سرعت 55 درجه سانتي گراد در ساعت تا دماي 345 درجه ي سانتي گراد سپس سرد كردن در هوا.

    آنيل كامل در صورت وجود كاربيد يوتكتيك :

    گرم كردن تا دماي900C-870C و نگهداري در اين دما براي 2 ساعت و بيشتر از اين زمان براي ضاخمت هاي زياد ، سپس سرد كردن در كوره با سرعت 110C/hتا دماي 700Cو نگهداري در اين دما براي 2 ساعت ، سپس سرد كردن در كوره تا دماي 345Cبا سرعت 55C/h ، سپس سرد كردن در هو.

    آنيل كردن زير منطقه ي بحراني براي تبديل پرليت به فريت:

    گرم كردن قطعات تا دماي705C-720Cونگهداري در اين دما به مدت 1 ساعت در ازاي هر اينچ ضخانت ، سپس سرد كردن در كوره با سرعت55C/h تا دماي 345C و سپس سرد كردن در هو.
    وقتي كه در چدن نشكن عناصر آلياژي وجود داشته باشد از سرد كردن سرتاسري قطعه جلوگيري مي شود و كاهش درجه حرارت از نقطه ي بحراني تا400C ادامه مي يابد و سرعت سرد كردن از55C/h كمتر مي باشد.
    به هر حال برخي عناصر در شكل كاربيد خود اگر تجزيه ناپذير باشند به شكل كاربيد اوليه كه بسيار سخت است مي باشندكه اين حالت بيشتر در كرم مي باشد ، به عنوان مثال% 0.25 كرم باعث تشكيل كاربيد اوليه ي بين نشيني مي شود كه در اثر عمليات حرارتي تا دماي 925C و نگهداري در مدت2h-20h حتي نيز از بين نمي رود. زمينه ي حاصل از رسوب پرليت ، زمينه ي فريتي با كاربيد مي باشد كه فقط 5% ازياد طول دارد.
    نمونه هاي ديگري از عناصر كه به شكل كاربيد در چدن نشكن وجود دارند عبارتند از موليبدن بيشتر از 0.3% و واناديم وتنگستن در مقدير بيش از 0.05%.


    ◄ سختي پذيري چدن نشكن :
    سختي پذيري چدن نشكن يك پارامتر مهم تعيين كننده ي واكنش ثابت آهن براي نرماله كردن ، كونچ كردن و تمپركردن يا آستنيته كردن مي باشد.
    سختي پذيري معمولاً به وسيله ي آزمايش جاميني تعيين مي شود ، كه در آن از يك ميله با اندازه ي استاندارد (قطر 1 اينچ و ارتفاع 4 اينچ) استفاده مي شود كه آن را آستنيته مي كنند سپس يك سر آن را به وسيله ي آب سرد مي كنند ، نوسان در سرعت سرد كردن باعث بي ثباتي (متفاوت بودن) در ميكروساختار مي شود كه سختي آنها تغيير مي كند سپس آنها را تعيين و ثبت مي كنند.
    زمينه ي با كربن بالا باعث بالا رفتن دماي آستنيته كردن و در نتيجه ي آن باعث افزايش سختي پذيري مي شود (منحني جاميني فاصله ي زيادي تا پايان سرد كردن پيدا مي كند ) و همچنين قطعه حداكثر سختي بالاتري پيدا مي كند.
    هدف از اضافه كردن عناصر آلياژي به چدن نشكن افزايش سختي پذيري است ، منگنز و موليبدن برحسب وزن اضافه شده به چدن نشكن نسبت به مس و نيكل عناصر بسيار موثري در افزايش سختي هستند.
    در هر حال همانند فولاد افزودن تركيب نيكل - موليبدن يا مس - موليبدن يا مس - نيكل - منگنز نسبت به اينكه اين عناصر را به صورت جداگانه به چدن اضافه كنيم ، تاثير بيشتري خواهند داشت.
    بنابراين براي ريخته گري مقاطع زياد كه نياز به سختي و آستمر زياد دارند معمولاً از تركيب ان عنصر استفاده مي كنند. سيليسيم صرف نظر از تاثيري كه روي زمينه ي حاوي كربن دارد تاثير زيادي روي سختي پذيري ندارد.


    ◄ نرماله كردن چدن نشكن :
    نرماله كردن (سرد كردن در هوا در جريان آستنيته كردن) به طور قابل توجهي مي تواند باعث بهبود استحكام كششي شود.و امكان استفاده در ساخت چدن نشكن ASTM نوع 30-70-100 وجود دارد.
    ميكروساختار حاصل از نرماله كردن به تركيب شيميايي چدن و سرعت سرد كردن بستگي دارد سختي تحميل شده به
    وسيله ي تركيب شيميايي قطعه به موقعيت منطقه ي زمان - دماي دياگرام CCT بستگي دارد.
    سرعت سرد كردن به حجم قطعه ي ريختگي بستگي دارد ولي شايد بيشتر تحت تاثير دما و جريان هواي اطراف قطعه ي در حال سرد شدن باشد.
    اگر چدن حاوي مقدار زيادي سيليسيم نباشد و دست كم حاوي مقدار مناسبي منگنز(يا بالاتر0.5 %-0.3%) باشد به طور كلي نرماله كردن ، ساختار پرليت ظريف توليد خواهد كرد. قطعات سنگين در صورتي كه نياز به نرماله شدن داشته باشند براي بدست آوردن ساختاري كاملاً پرليتي و سختي پذيري بيشتر بعداز نرماله كردن حاوي عناصر الياژي از قبيل موليبدن و نيكل و منگنز اضافي هستند. قطعا ت سبك چدن هاي آلياژي ممكن است بعد از نرماله كردن حاوي ساختارمارتنزيتي يا بينيتي باشند
    دماي نرماله كردن معمولاً بين870C-940C مي باشد و زمان استاندارد نگهداري 1h براي هر اينچ ضخامت و نگهداري به مدت 1h به عنوان حداقل در اين دما كافي است.براي چدن هاي حاوي عناصر آلياژي به دليل كاهش نفوذ كربن در آستنيت زمان بيشتري نياز است به عنوان مثال قلع و آنتيموان براي گرافيت هاي كروي ، به طور موثري از حل شدن كربن در زمينه ي حاوي گرافيت كروي جلوگيري مي كنند.
    گاهي اوقات بعد از نرماله كردن ، قطعات را به منظور دست يافتن به سختي مورد نظر و حذف تنش هاي باقي مانده در اثر تفاوت سرعت سرد كردن در قسمتهاي مختلف قطعه به دليل اختلاف اندازه ي مقطع، قطعه ي ريختگي را تمپرمي كنند.
    تمپر كردن قطعات بعد از نرماله كردن براي دستيابي به چقرمگي بالا و مقاومت به ضربه مي باشد. تاثير تمپر كردن در سختي و استحكام كششي به تركيب شيميايي چدن و ميزان سختي بدست آمده از نرماله كردن بستگي دارد.
    تمپر كردن شامل حرارت دادن مجدد تا دماي425C-650C و نگهداري در اين دما به مدت1h براي هر اينچ ضخامت از مقطع مي باشد. اين دما براي دستيابي به مشخصات گوناگون در مدت بالاي رنج معمول، متفاوت مي باشد.


    ◄ كونچ و تمپر كردن چدن داكتيل :
    قطعا ت تجاري قبل از كونچ و تمپركردن معمولاً در دمايي بين845C-925C آستنيته مي شوند.براي به حداقل رساندن تنش و جلوگيري از ترك خوردن قطعه براي كونچ متوسط روغن ترجيحاً از روغن استفاده ميشود ولي براي قطعات با اشكال ساده از آب يا آب نمك استفاده مي شود و قطعا ت پيچيده را به منظور جلوگيري از ترك خوردن در حين كونچ، در روغن پيش گرم شده تا دماي 80C-100Cكونچ مي كنند.
    تاثيركونچ كردن درآب مكعبي ازجنس چدن نشكن كه تا دماي آستنيته گرم شده بود بدست آمدن سختي بالايي(55-75HRC) بوده است. دماي آستنيته كردن دراين مكعب بين 845C-870C بوده است. در دمايي بالاتر از 870C مقدار زمينه ي حاوي كربن (آستنيت) بيشتري بدست خواهد آمد به همين دليل مقدار آستنيت بيشتري(پس از كونچ كردن) حفظ خواهد شد كه در نتيجه ي اين امر سختي كاهش پيدا مي كند.
    قطعا ت بعد از كونچ شدن بايد تمپر شوند تا تنش حاصل از كونچ شدن آزاد گردد. سختي حاصله بعد از تمپر كردن به
    عناصر آلياژي موجود ، دماي تمپر كردن و به همان اندازه زمان تمپر كردن بستگي دارد. تمپر كردن در دماي 450C - 600C باعث كاهش سختي مي شود كه ميزان آن به عناصر آلياژي موجود،سختي اوليه وزمان تمپر بستگي دارد. سختي ويكرز چدن نشكن كونچ شده به وسيله ي دما و زمان تمپر كردن تغيير مي كند.
    تمپر كردن چدن نشكن از يك فرآيند دو مرحله اي تشكيل مي شود. مرحله ي اول همانند فرآيند فولادها رسوب دادن كاربيدها است. مرحله ي دوم (معمولاً به وسيله ي كاهش سختي در زمان طولاني تر مشخص مي شود) جوانه زني و رشد گرافيت ثانويه كه حاصل از مصرف شدن كاربيدها مي باشد. كاهش سختي به همراه تشكيل گرافيت ثانويه همانند كاهش استحكام كششي و به همان اندازه كاهش استحكام خستگي مي باشد. هر آلياژي با در صد مشخص (عناصر) داري درجه حرارت تمپر مفيد خواهد بود.


    ◄ آستمپر كردن چدن نشكن:
    هنگامي كه استحكام مناسب به همراه انعطاف پذيري مورد نظر باشد، عمليات حرارتي كننده اجازه مي دهد ساختار آستمپر شده از آستنيت و فريت توليد گردد. زمينه ي آستمپر شده باعث بهبود قابل توجه استحكام كششي و انعطاف پذيري مي شود كه در هر نوع چدن داكتيل ممكن مي باشد. براي بدست آوردن آن خواص مطلوب نياز است كه به اندازه ي سطح مقطع ، زمان و درجه حرارت داده شده به قطعه در خلال آستنيته و آستمپركردن دقت و توجه كافي شود.


    ◄ اندازه سطح مقطع و عناصر آلياژي :
    با افزايش سطح مقطع سرعت كاهش درجه حرارت بين دماي آستنيته و دماي آستمپر كردن تغيير مي كند. آستمپر كردن يا شامل كونچ كردن در روغن داغ 240C ، كونچ كردن به وسيله ي جريان نيتريت / نيترات،كونچ كردن توسط جريان هوا (فقط براي قطعات نازك يا قسمت هاي كوچك) و براي نوع ابزار كونچ كردن در حمام سرب.
    به منظور جلوگيري از واكنش محصولات در درجه حرارت بالا (مثل پرليت در مقاطع ضخيم) بايد آنها را در حمام نمك كونچ كرد. سختي به وسيله ي كونچ كردن در آب يا افزودن عناصر آلياژي (مثل مس ، نيكل ، منگنز ، يا موليبدن ) كه باعث تسهيل سختي پذيري پرليت مي شوند. اين نكته مهم است مه بدانيم عناصر فوق باعث به وجود آمدن جدايش در هنگام انجماد مي شوند كه اين امر براي قابليت آستمپر شدن و در نتيجه ي آن براي خواص مكانيكي مضر خواهد بود. انعطاف پذيري و مقاومت به ضربه پارامترهايي هستند كه شديداً تحت تاثير قرار مي گيرند.
    منگنز و موليبدن بيشترين تاثير را در سختي پذيري پرليت دارند اما به منظور افزايش آهن يا تعديل كاربيدها هميشه موجب سگرگاسيون و سرد شدن ناحيه ي بين سلولي در قطعه مي شوند. در صورتيكه مس و نيكلبه همان اندازه تاثيري در سختي
    پذيري ندارند ولي باعث جدا شدن گرافيت كروي در زمينه ميشوند و از به وجود آمدن كاربيدهاي مضرجلوگيري مي كنند. تركيبي از اين عناصر به اندازه ي مساوي به دليل تاثير آنها در سختي پذيري به قطعه افزوده مي شود.


    ◄ دما و زمان آستنيته كردن :
    معمولاً شكل شماتيك دياگرام نشان مي دهد كه با افزايش دماي استنيته كردن ، زمينه ي حاوي كربن (آستنيت) نيز افزايش مي يابد. زمينه ي فعلي حاوي كربن ، به شكل مخلوط شدن عناصر موجود در زمينه ، مقدار آنها و موقعيت آنها در زمينه بستگي دارد (سگرگاسيون).
    مهمترين عامل تعيين كننده در زمينه ي حاوي كربن در چدن داكتيل سيليسيم موجود در آن است ، با افزايش سيليسيم براي دماي آستنيته ي معيين مقدار كربن موجود در زمينه كاهش مي يابد. دماي آستنيته بين845C-925C معمولاً مناسب است و زمان آستنيته كردن براي كربن گيري مجدد تمام زمينه تقريباً 2 ساعت كافي مي باشد.
    دماي استنيته كردن كاملاً تحت تاثير مقدار كربن موجود در زمينه مي باشد كه اثر مهم آن در سختي پذيري مي باشد. دماي آستنيته ي بالا و مقدار كربن بالا باعث افزايش سختي پذيري مي شود. كه باعث كاهش سرعت دگرگوني آستنيت همدما مي شود.


    ◄ زمان و دماي آستپمر كردن :

    دماي آستمپر كردن اولين پارامتر تعيين كننده ي ميكروساختار نهايي در قطعه و در نتيجه ي آن سختي و استحكام محصول آستمر شده است. با افزايش دماي آستمپر كردن ، سختي و مقاومت به ضربه ي متفاوتي خواهيم داشت.
    دستيابي به حداكثر انعطاف پذيري در دماي معيين آستمپر كردن ، تابع حساس زمان مي باشد. افزايش اوليه ي ازياد طول نسبي در مرحله ي (1) رخ مي دهد و پيشرفت ازياد طول نسبي در مرحله ي نهايي اتفاق مي افتد كه در آن نقطه ي شكست
    آستنيت حداكثر مي باشد. آستمپر كردن مجدد فقط به منظور كاهش انعطاف پذيري در مرحله ي (2)واكنش كه در نتيجه ي تجزيه ي ساختار به تعادل بينيت مي باشد. زمان آستمپر كردن از 4-1 ساعت متفاوت مي باشد.



    منبع: انجمن متالورژی همدان

  8. 1
  9. #25
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    درجه حرارت آستنیته کردن فولاد

    درجه حرارت آستنیته کردن فولاد

    فرایند سخت کردن فولاد مبتنی بر تحولات استحاله فازی است که این عمل توسط آستنیته کردنکه یک فرایند دیفوزیونی است در حالت جامد انجام می شود.در سخت کردن فولاد باید به
    1- نوع فولاد
    2- دما و زمان آستنیته کردن
    3- محیط سرد کننده توجه کرد زیرا در نتیجه نهای موثر هستند .

    در این آزمایش تاثیر درجه حرارت آستنیته کردن درسخت کردن دو نوع فولاد را بررسی می کنیم.
    برای هر نوع فولادی یک گستره ی دمای آسنیته کردن برای سخت کردن مشخص شده که به دمای سخت کردن موسوم می باشد. انتخاب این دما به گونه ای می باشد که فولاد پس از کوئنچ شدن دارای ساختاری با دانه های ریز بوده ودر ضمن حداکثر سختی را نیز داشته باشد.
    اگر دمای سخت کردن پائین تر از حد مطلوب هم منجر به تشکیل پرلیت وبینایت شده و با ایجاد این دو فاز سختی کاهش خواهد یافت.در اثر کوئنچ کردن فولاد در محیط با قدرت سرد کنندگی زیاد آستنیت تبدیل به مارتنزیت می شود.
    کلا برای سخت کردن فولاد در ابتدا باید فولاد را آستنیته کنیم.فرایند آستنیته کرده فولاد یک فرایند نفوذی در حالت جامد است و وارد منطقه مذاب نمی شود. هر چه ساختار فریت وسمانتیت ظریفتر باشد تعداد هسته های آستنیت بیشتر خواهد بود و زمان نفوذ کوتاهتر خواهد بود.
    دمای آستنیته کردن در فولا هیپو یوتکتوئید حدودا 50 تا 30 درجه بالاتر از Ac3 می باشد و در هیپر یوتکتوئید 50 تا 30 بالا تر از Ac1 می باشد.بعد از آستنیته کردن کوئنچ می کنیم .

    حرارت دادن فولاد بالاتر از Ac3 باعث تشکیل هسته های آستنیت در فصل مشترک فریت و سمانتیت می شود و افزایش دما باعث می شود فریت حذف شود و سمانتیت حل شود و کاملا
    تک فاز آستنیت تشکیل شود.و اگر در مدت زمان کافی در این دما نگه داریم دانه ها کاملا همگن می شوند . اگر فولا هیپو در منطقه ی دو فازی + قرار گیرد برای مدت زمان کافی در نهایت فولاد تبدیل به آستنیت شده و مقداری هم فریت خواهد داشت.و بعد از کوئنچ کردن مارتنزیت و فریت خواهیم داشت.فریت فازی نرم است و مارتنزیت فازی بسیار سخت که با کنار هم قرار گرفتن این دو خواص مکانیکی افت خواهد کردو یک نوع سخت کردن ناقص است. ولازم است که فولاد هیپو را حتما تا بالاتر از Ac3 حرارت دهیم.ولی در فولاد هیپر نیازی نیست که تا بالاتر از Acm حرارت بدهیم و تا بالاتر از Ac1 حرارت دادن کافی است.و احتیاجی نیست که کاملا آستنیته شود و حضور مقداری سمانتیت کروی در ساختار مفید بوده و مقاومت به سایش فولاد را افزایش می دهدبه علت اینکه سمانتیت فازی سخت است.در صورتی کاملا فولاد هایپو را آستنیته کنیم خطرناک است زیرا سمانتیت زیادی که در آستنیت حل شده است درصد کربن را افزایش می دهد و منجر به تشکیل آستنیت باقیمانده پس از کوئنچ می شود.در نهایت منجر به کاهش سختی خواهد شد.

    افزایش دما آستنیته کردن موجب:
    1- درشت شدن دانه های آستنیت و کاهش مقاومت به ضربه و در نهایت اشاعه ترک راحتر صورت می گیرد.
    2-در اثر کوئنچ کردن فولاد شکست کریستالی خشن اتفاق می افتد و قطعه تاب بر می دارد که اثرات بسیار نا مطلوبی هستند.


    منبع: انجمن متالورژی همدان

  10. 1
  11. #26
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    عملیات حرارتی چدن مالیبل(چکش خوار)

    سیکل عملیات حرارتی آنیلینگ چدن مالیبل –چدن چکش خوار
    از آنجایی که در این عملیات چدن سخت وشکننده به چدن چکش خوار تبدیل می شود به عملیات مالیبل کردن نیزموسوم است. ساختمان اولیه مورد نیاز برای تهیه چدن مالیبل-چکش خوار،باید شامل پرلیت وکاربید اهن باشد،یعنی 100% چدن سفید باشد.


    سیکل عملیات مالیبل کردن شامل سه مرحله است

    مرحله1 : این مرحله شامل جوانه زنی گرافیت می باشد.وعمدتا گرم کردن تا درجه حرارت بالا(محدوده آستنیت)وشروع نگه داری در این درجه حرارت می باشد.به این صورت که کاربیدها به تدریج در فاز آستنیت حل شده وهمزمان کربن به سمت گرافیت دیفوزیون(نفوذ)کرده وبر روی آن رسوب می کند.رشد ذرات گرافیت شبه کروی در این مرحله تابع میزان کاربید موجود در ساختمان بوده و زمانی که کاربید ها تمام شوند مرحله1 گرافیت زایی به پایان می رسد،زمان لازم برای انجام مرحله اول گرافیت زایی عمدتا تابع تعداد جوانه های گرافیت،انحلال کاربیدها دراستنیت وسرعت دیفوزیون کربن در درجه حرارت ثابت سیکل مالیبل-چکش خوار کردن می باشدو درجه حرارت معمولا بین 840 تا 980 درجه می باشد وبا افزایش درجه حرارت سیکل مالیبل-چکش خوار کردن کاهش می یابد.

    مرحله2 :که اولین مرحله گرافیت زایی(FSG)نامیده می شود،شامل نگه داری در درجه حرارت بالا یعنی840 تا 980 درجه سانتیگراد می باشد.هدف از این مرحله حذف توده های سمنتیت آزاد از ساختمان چدن سفید است.این مرحله شامل آهسته سرد کردن در محدوده حرارتی استحاله یوتکتوئیدی(705-790 درجه سانیگراد)می باشد،سرعت سرد کردن دراین مرحله باید انقدر آهسته باشد که آستنیت مجال تجزیه شدن به فریت وگرافیت شبه کروی را داشته باشد.و اگر سرعت سرد کردن زیادباشد همانند فولاد ها آستنیت به پرلیت تبدیل میشود.

    مرحله3 :به دومین مرحله گرافیت زایی(SSG)موسوم است،شامل سرد کردن آهسته در محدوده حرارتی استحاله یوتکتوئیدی می باشد.هدف از این مرحله تشکلیل زمینه فریتی عاری از هرگونه پرلیت و یا کاربید است.



    جوانه زنی گرافیت شبه کروی
    در ضمن حرارت دادن و پس از عبور ازمحدوده حرارتی استحله یوتکتوئیدی،پرلیت بطور کامل به آستنیت تبدیل می شود.و ساختمان شامل آستنیت اشباع از کربن،توده های کاربید حل نشده وجوانه های گرافیت می باشند.جوانه های گرافیت که عمدتا در ضمن حرارت دادن وشروع نگه داری در درجه حرارت ثابت تشکیل میشوند،در داخل پرلیت اولیه ودر فصل مشترکهای سمنتیت-آستنیت وروی ناخالصیهای غیر فلزی به وجود می آیند.

  12. 1
  13. #27
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    عملیات سطحی فقط برای بهبود خواص سطح فولاد

    عملیات سطحی فقط برای بهبود خواص سطح فولاد
    عملیات و پوششهای سطحی که در این فصل شرح داده میشوند، فقط برای افزایش مقاومت سایشی سطح فولادها هستند. این عملیات و پوششها نمیتوانند از ابزارها و قالبهایی که دارای طراحی ضعیف هستند، به درستی عملیات حرارتی نشدهاند و یا جنس آنها مناسب نیست، محافظت نمایند و دیگر عیوب فولاد را بپوشاند.
    پوششهای سطحی باید یک زیرکار صلب و محکم به عنوان تکیهگاه داشته باشند. همچنین باید نوع فولادی که به عنوان یک زیرکار (Substrate) انتخاب میشود، مناسب باشد. مثلاً اگر ابزار در معرض ضربه است و باید چقرمه باشد، باید از یک فولاد و هم روش عملیات یا پوششی سطحی با دقت انتخاب شوند، ابزار حاصل در تولید خیلی خوب عمل خواهد کرد.


    مزایای استفاده از یک ابزار خوب عبارتند از:

    • یک روند تولید طولانی و بدون وقفه،
    • کاهش نگهداری و تعمیر ابزار و قالب،
    • کاهش مصرف مواد روانکار،
    • افزایش عمر ابزار و کارآیی آن و
    • تولید قطعاتی با کیفیت بالاتر.

    برای بهبود هر چه بیشتر توان کاری یک ابزار، مثلاً کاهش سایش در قالبها، کاهش نیاز به مواد روانکار و محافظت از سطح ابزارها، لازم است عملیات سطحی یا پوششهای سطحی (نظیر آبکاری کرم، نیتراسیون یونی، نفوذ حرارتی و غیره) بر روی ابزارها و قالبها اجرا گردد.
    عملیات سطحی نباید بر روی قطعاتی که دارای عیوب ساختاری هستند و با دقت ساخته نشدهاند، انجام شوند، زیرا این عملیات نمیتواند اینگونه عیوب و ضعفها را برطرف کند. حتی ممکن است اجرای عملیات سطحی به تشدید عیوب در یک قطعه منجر شود و به علاوه زمان و پول نیز به هدر خواهد رفت. عملیات سطحی باید بر روی ابزارهایی که از فولادهای مرغوب ساخته شدهاند و شزایط ساخت بهینهای داشتهاند، انجام شود.


    خواص فولاد به کار رفته در یک قالب یا ابزار، که زیرساخت عملیات سطحی آن نیز محسوب میشود، در عمر کار آن بیشترین تأثیر را دارد. بنابراین برای اینکه یک زیرساخت، بتواند پایهای مناسب برای اجرای عملیات یا پوششهای سطحی باشد،

    باید کیفیتهای زیر را احراز کند:
    دارای طراحی خوبی باشد، یعنی حتیالمقدور عاری از فرمهای تنشزا باشد تا در عملیات حرارتی یا به هنگام تولید دچار ترک و خرابی زودرس نشود،
    از فولاد مناسبی ساخته شده و سطح سختی آن نیز متناسب با نوع فولاد و کاربرد ابزار باشد تا بتواند خواص فیزیکی و متالورزیکی مورد انتظار را برآورده کرده و حداکثر کارآیی را از خد نشان دهد و
    به هنگام عملیات حرارتی، دقت و توجه کافی به جنبههاسی مختلف این عملیات شده باشد، تا علاوه بر سختی، دیگر خواص فیزیکی و متالورژیکی مورد نیاز در آن ایجاد گردد.

    بسیاری از ابزارها و قالبها به دلیل وجود عیوب حاصل از طراحی نامناسب، عملیات حرارتی ضعیف و انتخاب فولاد نامناسب، به هنگام تولید خیلی زود از بین میروند. البته تجربه نشانداده است که علت اصلی این عیوب، عملیات حرارتی نامناسب بر روی فولاد بوده است. عدم توانایی در حفظ ترکیب شیمیایی سطح فولاد به هنگام گرم کردن، کوئنچ کردن فولاد در حالی که هنوز به قدر کافی گرم نشده است، عملیات تمپرینگ ناکافی و گرم کردن بیش از حد فولاد برای سختکاری از جمله این علل هستند. بنابراین بدون در نظر گرفتن اینکه عملیات سطحی میتواند بر کیفیت مقاومت سایشی فولاد بیفزاید، باید ابزار فولاد با دقت و حوصله و در شرایط بهینه عملیات حرارتی شود.


    کربن دهی

    کربندهی (Carburizing) باعث میشود که میزان کربن در سطح فولاد افزایش یابد. برای این کار، ابزار فولادی را در دمایی معادل 1700 oF(927 oC) در معرض یک ماده پرکربن (جامد، مایع یا گازی) قرار میدهند تا کربن به سطح فولاد نفوذ کند. پس از کربندهی، ابزار فولادی باید کوئنچ شود. بدین ترتیب سطح فولاد که کربن بیشتری دارد، سختتر از عمق آن خواهد شد و مقاومت سایشی ابزار افزایش خواهد یافت.


    نیتراسیون گازی

    در عملیات نیتراسیون گازی (Gas nitriding)، قطعه کار در یک کوره با اتمسفر گاز آمونیاک تا دمای 900-11500F (482-6210C) به مدت طولانی حرارت داده میشود. بدین ترتیب در ضخامت کمی از سطح فولاد، نیتریدهایی تشکیل میشود که خیلی سخت هستند. ابزارهای نیتروره شده، مقاومت سایشی فوقالعادهای دارند و سطح آنها کم اصطکاک است، به طوری که از چسبندگی و جوش خوردن آنها به قطعات مجاور جلوگیری میشود. مخصوصا در مواردی که سایش فلز بر روی فلز مطرح باشد، استفاده از نیتراسیون مفید خواهد بود. مقاومت در برابر خستگی ابزارهای تیروره شده نیز بالا است.


    سیانوره کردن

    سیانوره کردن یا غوطهور کردن فولاد در حمام سدیم سیانید در محدوده دمایی 1350-16000F (732-8710C) یعنی کمی بالاتر از دمای تبدیل ساختاری فولاد انجام میشود. انتخاب دمای حمام بستگی به گرید فولاد دارد. با توجه به نیتریدها در این حمام، یک لایه سطحی بسیار سخت بر روی ابزار فولادی به وجود میآید که مقاومت سایشی خیلی زیادی (نزدیک به مقاومت سایشی فولادهای نیتروژه شده) خواهد داشت.

  14. 2
صفحه 3 از 3 نخست 123
نمایش نتایج: از 21 به 27 از 27

اطلاعات موضوع

کاربرانی که در حال مشاهده این موضوع هستند

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این موضوع است. (0 کاربران و 1 مهمان ها)

کلمات کلیدی این موضوع

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •