فرآیندهای عملیات حرارتی فلزات را می‌توان تقریباً به سه دسته تقسیم کرد: عملیات حرارتی کلی، عملیات حرارتی سطحی و عملیات حرارتی شیمیایی. بسته به محیط گرمایش، دمای گرمایش و روش خنک‌سازی، هر دسته را می‌توان به چندین فرآیند عملیات حرارتی مختلف تقسیم کرد. با استفاده از فرآیندهای مختلف عملیات حرارتی، یک فلز می‌تواند ساختارهای متفاوتی به دست آورد و در نتیجه خواص متفاوتی داشته باشد. فولاد پرکاربردترین فلز در صنعت است و ریزساختار فولاد نیز پیچیده‌ترین است، بنابراین انواع مختلفی از فرآیندهای عملیات حرارتی فولاد وجود دارد.
عملیات حرارتی کلی یک فرآیند عملیات حرارتی فلز است که قطعه کار را به طور کلی گرم می‌کند و سپس آن را با سرعت مناسب خنک می‌کند تا خواص مکانیکی کلی آن تغییر کند. عملیات حرارتی کلی فولاد به طور کلی شامل چهار فرآیند اساسی است: آنیل کردن، نرماله کردن، کوئنچ کردن و تمپر کردن.
۱. آنیلینگ
آنیل کردن به معنای گرم کردن قطعه کار تا دمای مناسب، اعمال زمان‌های مختلف نگهداری بر اساس جنس و اندازه قطعه کار و سپس خنک کردن آهسته آن است. هدف این است که ساختار داخلی فلز به حالت تعادل برسد یا به آن نزدیک شود، یا تنش داخلی ایجاد شده در فرآیند قبلی آزاد شود. به این ترتیب عملکرد فرآیند و عملکرد سرویس خوبی حاصل می‌شود، یا ساختار برای کوئنچ بیشتر آماده می‌شود.
۲.عادی‌سازی
نرمال‌سازی یا عادی‌سازی به معنای گرم کردن قطعه کار تا دمای مناسب و سپس خنک کردن آن در هوا است. اثر نرمال‌سازی مشابه آنیل کردن است، با این تفاوت که ساختار به‌دست‌آمده ظریف‌تر است. اغلب برای بهبود عملکرد برش مواد استفاده می‌شود و گاهی اوقات برای برآورده کردن برخی الزامات استفاده می‌شود. قطعات با کیفیت بالا به عنوان عملیات حرارتی نهایی نیستند.
۳. کوئنچینگ
کوئنچ کردن به معنای گرم کردن و نگهداری قطعه کار و سپس خنک کردن سریع آن در یک محیط کوئنچ مانند آب، روغن یا سایر محلول‌های نمک معدنی، محلول‌های آبی آلی است.
4. تمپرینگ
فولاد پس از کوئنچ، سخت می‌شود اما در عین حال شکننده نیز می‌شود. به منظور کاهش شکنندگی قطعات فولادی، قطعات فولادی کوئنچ شده برای مدت طولانی در دمای مناسبی بالاتر از دمای اتاق و زیر ۶۵۰ درجه سانتیگراد نگهداری می‌شوند و سپس خنک می‌شوند. این فرآیند، تمپر کردن نامیده می‌شود. آنیل کردن، نرماله کردن، کوئنچ کردن و تمپر کردن، «چهار مرحله» در عملیات حرارتی کلی هستند. در میان آنها، کوئنچ کردن و تمپر کردن ارتباط نزدیکی با هم دارند و اغلب با هم استفاده می‌شوند و ضروری هستند.
«چهار آتش» فرآیندهای عملیات حرارتی مختلفی را با دماهای گرمایش و روش‌های خنک‌سازی متفاوت تکامل داده‌اند. برای دستیابی به استحکام و چقرمگی خاص، فرآیند ترکیب کوئنچ و تمپرینگ در دمای بالا، کوئنچ و تمپرینگ نامیده می‌شود. پس از اینکه برخی از آلیاژها برای تشکیل محلول جامد فوق اشباع کوئنچ شدند، برای مدت طولانی‌تری در دمای اتاق یا دمای کمی بالاتر نگهداری می‌شوند تا سختی، استحکام یا خواص الکترومغناطیسی آلیاژ بهبود یابد. این فرآیند عملیات حرارتی، عملیات پیرسازی نامیده می‌شود.
روش ترکیب مؤثر و نزدیک تغییر شکل تحت فشار و عملیات حرارتی برای به دست آوردن استحکام و چقرمگی خوب قطعه کار، عملیات حرارتی تغییر شکل نامیده می‌شود. عملیات حرارتی انجام شده در اتمسفر فشار منفی یا خلاء، عملیات حرارتی خلاء نامیده می‌شود که نه تنها قطعه کار را از اکسید شدن یا کربن‌زدایی شدن محافظت می‌کند، بلکه سطح قطعه کار را صاف و تمیز نگه می‌دارد و عملکرد قطعه کار را بهبود می‌بخشد. همچنین می‌توان آن را با استفاده از عامل نفوذی به صورت شیمیایی عملیات حرارتی کرد.
در حال حاضر، با افزایش بلوغ فناوری لیزر و پلاسما، از این دو فناوری برای اعمال لایه‌ای از پوشش‌های مقاوم در برابر سایش، خوردگی یا حرارت بر روی سطح قطعات فولادی معمولی استفاده می‌شود تا خواص سطحی قطعه کار اصلی تغییر کند. این تکنیک جدید، اصلاح سطح نامیده می‌شود.
زمان ارسال: ۳۱ مارس ۲۰۲۴