
فرمت
محل ارائه خدمت: تهران
شماره تماس: 02191303797
فرمت » عملیات قبل/بعد از ساخت » عملیات حرارتی » عملیات حرارتی فولاد » تمپرینگ فولاد
تعداد ارائه دهندگان:
محل ارائه خدمت: تهران
شماره تماس:
[UAS_loggedin]
مشاهده
محل ارائه خدمت: تهران
شماره تماس:
[UAS_loggedin]
مشاهده
محل ارائه خدمت: اصفهان
شماره تماس:
[UAS_loggedin]
مشاهده
معمولا فولاد پس از سرد شدن و قبل از استفاده نیاز به تمپرینگ دارد. به علت تنش های داخلی ایجاد شده به هنگام سریع سرد کردن، تقریبا تمامی قطعات سخت شده، ترد و شکننده می باشند. از این رو، به ندرت فولاد ها پس از سریع سرد شدن و در شرایط سخت (مارتنزیت) شده استفاده می شوند، مگر در موارد استثنایی نظیر هنگامی که به سختی فوق العاده زیادی نیاز باشد.
تمپرینگ فولاد عبارت است از حرارت دادن به فولاد سخت شده تا دمایی زیر دمای Ae1، نگه داشتن برای مدت زمان مشخص و سپس سرد کردن آهسته در دمای اتاق. دما و زمان حرارت دادن، به ترکیب شیمیایی فولاد ، ابعاد قطعه و خواص مکانیکی مورد نظر بستگی دارد. در اثر تمپرینگ فولاد ، تنش های داخلی کاهش یافته و یا حذف می شوند. بنابراین استحکام ضربه ای افزایش می یابد و شکنندگی کم می شود. در مقابل، سختی و استحکام قطعه سخت شده، تا حدودی کاهش خواهد یافت.
فرآیند تمپرینگ فولاد شامل سه مرحله می باشد که به شرح آن ها می پردازیم. مرحله اول تشکیل کاربید های انتقالی و در نتیجه کاهش درصد کربن زمنیه مارتنزینی تا حدود 0/25 درصد است. گستره دمایی این مرحله 250-100 درجه سانتی گراد می باشد. مرحله دوم تبدیل آستنیت باقی مانده به فریت و سمنتیت است. گستره دمایی این مرحله 300-200 درجه سانتی گراد است. مرحله سوم جایگزین شدن کاربید های انتقالی و مارتنزیت کم کربن توسط فریت و سمنتیت است. گستره دمایی شروع این مرحله 350-250 درجه سانتی گراد می باشد. ساختار یک فولاد سریع سرد شده (مارتنزیت شده) ناپایدار است. دلایل ناپایداری عبارتند از: وجود کربن به صورت فوق اشباع در شبکه بلوری bct مارتنزیت ، انرژی تنشی ناشی از وجود نابجایی ها و دوقلویی های بسیار زیاد در ساختار بلوری صفحات مارتنزیتی ، انرژی سطحی ناشی از فصل مشترک های بسیار زیاد بین صفحات مارتنزیتی و در نهایت وجود آستنیت باقی مانده که حتی در فولاد های کم کربن نیز اجتناب ناپذیر است. هنگامی که یک فولاد مارتنزیت شده به منظور تمپرينگ حرارت داده می شود، هر کدام از موارد گفته شده نیرو محرکه ای برای تغییر ریزساختار می باشند. کربن فوق اشباع در شبکه مارتنزیت، نیرو محرکه جهت تشکیل کاربید؛ انرژی تنشی، نیرو محرکه برای بازیابی؛ انرژی فصل مشترک، نیرو محرکه برای رشد دانه ها و یا افزایش پیوستگی و وسعت زمینه فریتی و بالاخره آستنیت باقی مانده، نیرو محرکه تشکیل مخلوط فریت و سمنتیت در ضمن فرآیند تمپرینگ فولاد می باشند. متغیرهای مرتبط با تمپرینگ که بر ریزساختار و خصوصیات مکانیکی یک فولاد تمپر شده تأثیر میگذارند عبارتند از: کیفیت قطعه حاصل از فرایند تمپرینگ فولاد به دما و زمان بستگی دارد. اگر این دو مورد به درستی انتخاب نشوند، باعث می شوند قطعه ترد شود، تنش زدایی به صورت کارآمد انجام نشود و خواص مکانیکی خوبی حاصل نشود. باید توجه داشت که تغییرات جزئی در دما میتواند تأثیر زیادی بر روی فرآیند تمپرینگ فولاد داشته باشد در حالیکه تغییرات جزئی در زمان تأثیر چندانی بر روی فرایند ندارد. عناصر آلیاژی در حد متوسط می توانند سختی مارتنزیت حاصل از سریع سرد شدن فولاد های کم کربن یا کربن متوسط را به میزان بسیار کم افزایش دهند. با افزایش درصد کربن احتمال کاهش سختی حاصل از کوئنچینگ ، افزایش می یابد. این پدیده ناشی از افزایش درصد آستنیت باقی مانده در ساختار حاصل است. تمپرینگ در دمایی مانند 200 درجه سانتی گراد منجر به کاهش سختی نهایی فولاد های آلیاژی معمولی می شود. اما وجود عناصر آلیاژی باعث به تعویق افتادن کاهش سختی و استحکام خواهد شد. از آنجایی که هر دو ویژگی استحکام و چقرمگی یک ماده معین با هم نمی توانند بهبود یابند، تمپرینگ یک فرآیند عملیات حرارتی حساس است که با کنترل دقیق دما و زمان، تعادلی بین این دو خاصیت ایجاد می کند. بعد از اینکه فولاد تمپر شود، می توان آن را به راحتی شکل داد که این امر در فرآیند تولید اهمیت دارد. رنگ فولاد حاصل از فرآیند تمپرینگ ، وابسته به میزان حرارتی است که در معرض آن قرار می گیرد. زمان رسیدن به رنگ مورد نظر در طی فرآیند تمپر کردن ، بسته به کاربردهای مختلف متفاوت خواهد بود. به طور مثال فولاد مورد استفاده برای محورها تا زمان یافتن رنگ بنفش، فولادی که برای ابزارهای برش چوبی استفاده می شود تا رسیدن به رنگ قهوه ای و فولادی که برای ابزارهای تراشکاری برنج استفاده می شود تا زمانی که زرد کم رنگ شود، تمپر می شوند. به طور معمول، هر چه رنگ عمیق تر باشد، به این معنی است که درجه حرارت تمپر آن بالاتر بوده است. هدف اصلی از عملیات حرارتی تمپرینگ فولاد ، کاهش تردی و شکنندگی و یا به بیان دیگر افزایش چقرمگی و مقاومت فولاد در برابر ضربه است. از آن جایی که در عملیات تمپرينگ فولاد ، هر دمایی (در گستره دمای اتاق) تا دمای Ae1 را می توان استفاده نمود، بنابراین میکروساختار و در نتیجه خواص مکانیکی کاملا متنوعی از مارتنزیت تا سمنتیت کروی در زمینه فریت را می توان به دست آورد. عملا دما و زمان تمپرینگ ، با توجه به خواص مکانیکی یعنی میزان سختی، استحکام و چقرمگی که در عمل لازم است، انتخاب می شود. به جز گستره دمایی 350-260 درجه سانتی گراد، تمپرینگ در دماهای دیگر، باعث افزایش چقرمگی می شود. مقاومت به ضربه فولاد هایی که در این گستره دمایی تمپر شوند، کاهش می یابد. فولاد هایی که 0.5 درصد یا بیشتر کربن داشته باشند، مقاومت به ضربه بسیار کمی داشته و فقط هنگامی استفاده می شوند که مقاومت به سایش نسبتا زیادی نیاز باشد. مواد اصلی که در مرحله کوئنچ کردن در فرآیند تمپر کردن استفاده میشوند، شامل موارد زیر می باشد. استفاده از هوا به دلیل این که در همه جا یافت می شود و هزینه ای هم بابت آن پرداخت نمی شود، یکی از گزینه های مقرون به صرفه می باشد. به همین دلیل می توان از هوا به عنوان یکی از منابع کوئنچینگ به منظور خنک کردن قطعه در هوای اتاق استفاده کرد. در استفاده از هوا برای خنک کردن قطعه، می توان آن را به صورت فشرده استفاده کرد تا خواص مکانیکی تغییر کنند. اگر فولاد عناصر آلیاژی زیادی داشته باشد، آن را در هوا سرد میکنند و اگر عناصر آلیاژی موجود در فولاد، بسیار اندک باشند، یا اصلا وجود نداشته باشند، آن را در آب سرد میکنند. روغن بسیار سریعتر از هوای فشرده قادر است فلزات گرم شده را کوئنچ کند. برای این کار، یک قسمت از فلز گرم شده را در مخزنی که با نوعی روغن پر شده است، قرار میدهند. انواع مختلف روغن اغلب بسته به نوع کاربرد آنها مورداستفاده قرار میگیرد، زیرا میزان خنک کنندگی و نقاط اشتعال آنها متفاوت است. آب می تواند فلزات گرم شده را به سرعت خنک کند. سرعت خنک شدن قطعه در آب بیشتر از سرعت خنک شدن در روغن است. با روشی مشابه کوئنچینگ در روغن، مخزنی از آب پر میشود و فلز گرم شده در آن غوطه ور میشود. آب نمک که مخلوطی از آب و نمک می باشد، سریعتر از هوا، آب و حتی روغن، فلز را خنک میکند. به این دلیل که خنک شدن فلز در مخلوط آب و نمک از ایجاد حباب روی سطح فلز جلوگیری می کند و باعث می شود فلز سریعتر خنک شود. خدمات تمپرینگ فولاد شامل فرآیند های عملیات حرارتی و کوئنچینگ به منظور تغییر ریز ساختار فولاد برای دستیابی به ویژگی ها و خواص مکانیکی بهبود یافته می باشد. دو عامل دما و زمان در خدمات تمپرینگ فولاد ، پارامتر هایی هستند که با تغییر آن ها می توان خواص مختلف به دست آورد. خدمات تمپرینگ فولاد باعث کاهش تردی و شکنندگی و هم چنین افزایش چقرمگی و مقاومت به ضربه فولاد می شود. از جمله مواردی که روی هزینه عملیات تمپرینگ فولاد تاثیر می گذارند عبارتند از، عناصر آلیاژی مورد استفاده، نوع عملیات حرارتی انجام شده، دما و زمان عملیات حرارتی اعمالی و قیمت قراضه فولاد. در نظر گرفتن هزینه ی یک خط تمپر کردن ، باعث ایجاد یک چارچوب می شود. اما باید توجه داشت که قيمت فولاد عمليات حرارتی شده نسبت به سایر فولاد های موجود، دارای بازه قیمتی وسیع تری می باشد. در نتیجه می توان گفت هزینه عملیات تمپرینگ فولاد در مقابل قیمت محصول نهایی در بازار، توجیه اقتصادی دارد.مراحل تمپر کردن
تغییرات ریز ساختار در فرآیند تمپرینگ فولاد
متغیرهای اصلی فرآیند تمپرینگ فولاد
تاثیر عناصر آلیاژی روی تمپرینگ فولاد
اهمیت تمپرینگ فولاد
خواص مکانیکی فولاد تمپر شده
زمان استفاده از تمپرینگ
مواد مورد استفاده در کوئنچینگ فرآیند تمپر کردن
استفاده از هوا برای کوئنچینگ
استفاده از روغن به منظور کوئنچ کردن
استفاده از آب برای کوئنچینگ
مخلوط آب نمک به منظور کوئنچینگ
خدمات تمپرینگ فولاد
هزینه عملیات تمپرینگ فولاد
فرمت یک راه حل نوین جهت رفع نیازهای صنعتی است. هدف فرمت ایجاد بستری برای معرفی، بررسی و مقایسه ی خدمات صنعتی ارائه شده توسط ارائه دهندگان مختلف و انتخاب بهترین راه حل جهت رفع مشکلات و پاسخگویی به نیازهای صنایع مختلف است.
آدرس: تهران، خیابان آزادی، دانشگاه صنعتی شریف
ایمیل: info@formmat.ir