کارگاه عملیاتی

می توان گفت تمام مراحل عملیات حرارتی فلزات شامل انواع مختلفی از گرم کردن حرارت دادن و همچنین خنک کردن فلزات است. می توان گفت برای انجام  بهتر و مناسب تر عملیات حرارتی فلزات به تجهیزات و وسایل گوناگون و مختلف به نیاز است تا بتوان این امر را به درستی انجام داد و آن را به نتیجه رساند همچنین می‌توان گفت این ابزار ثبت میشوند تا تمام عوامل مربوط به گرم کردن سرمایش و بدهی به درستی کنترل شود همچنین می توان گفت عملیات حرارت دهی فلزات شامل انواع گوناگون و مختلفی است که می‌توان گفت هر کدام از آنها به صورت خاصی انجام می شود و همچنین نیاز به ابزار گوناگونی دارد در ادامه برخی از روش‌های حرارت دهی در شرکت صنایع آلومینیوم پیشرو را معرفی میکنیم.

کارگاه عملیات حرارتی 

به طور کلی  می توان گفت که فعالیت عملیات حرارتی که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند و همچنین به وار می رود  برای  بهتر کردن خواص فولادها در کاربردهای گوناگون می باشد . صنایع گوناگون  فولادهای مورد استفاده خود را به شرکت عملیات حرارتی ارسال کرده و این شرکت ها خدمات سخت کاری از جمله سخت کاری حجمی ، سخت کاری سطحی ، مشاوره انتخاب مواد و دیگر خدمات را ارائه می دهند . همچنین می توان بیان کرد که گستره این کارگاه ها کم بوده و کیفیت ارائه خدمات سخت کاری بستگی به میزان تعهد آنها دارد پس این امر در کیفیت خدمات سخت کاری بسیار مهم است . در کشور توجه خدمات سخت کاری بیشتر متمرکز کارگاه های عملیات حرارتی در تهران می باشد و معمولا هزینه عملیات حرارتی را این کارگاه ها تعیین می کنند . هزینه ها عملیات حرارتی معمولا بستگی به وزن قطعات و جنس آنها و نوع فرآیند و الزامات خاص مانند عدم تابگرفتگی و . . .  دارد .

کارگاه عملیات حرارتی

تعریف عملیات حرارتی 

می توان گفت عملیات حرارتی به فرایندی گفته می شود که در آن انواع گوناگون از فلزات در حالت جامد بدون تغییر شکل برای رسیدن به خواص و ویژگی های بسیار  بهتر در یک حالت کنترل شده و مورد بررسی گرم و سپس سرد می شوند

 همچنین می‌توان گفت تقریبا  بیان روی اغلب فلزات گوناگون  می توان عملیات حرارتی را انجام داد همچنین باید گفت که واکنش انواع گوناگونی از فلزات در برابر عملیات حرارتی گوناگون و متفاوت است عملیات حرارتی یکی از مواردی است که ثروت تولید و کاربرد فولاد شده است.

کارگاه عملیات حرارتی
عملیات حرارتی

روش های مختلف عملیات حرارتی 

 می توان گفت عملیات حرارت دهی دارای انواع گوناگون است که به روش های مختلفی نیز انجام می دهد از انواع این روش ها می توان به کربن دهی سطحی، آنیل کامل،نرمالیزاسیون و کوییچ تمپر کردن اشاره کرد.

کربن دهی 

می توان بیان کرد که کربن دهی سطحی ارزان ترین و رایج ترین شیوه  سخت کردن سطحی است. این عملیات برای افزایش و زیاد کردن  مقاومت به سایش و سختی سطح خارجی فولاد است. به کربن دهی کربونیزه نیز میگویند.

کربن دهی سطحی به سه روش انجام میگیرد:

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

نرمالیزاسیون

می توان گفت از روش نرمالیزاسیون برای  یکنواخت سازی ترکیب و اندازه دانه  ها نیز استفاده می‌شود. فلز تا دمای از قبل تعیین شده حرارت داده می‌شود و سپس به‌وسیلهٔ هوا خنک و سرد می‌شود. فلز نهایی، هیچ گونه ناخالصی ندارد و استحکام و سختی بیشتری را نیز از خود نشان می‌دهد. فرایند نرمالیزاسیون بیشتر اوقات به جهت  تولید یک فولاد سخت‌تر و مستحکم‌تر بکار گرفته می‌شود. معمولاً روش  نرماله کردن بر روی موادی به کار گرفته می شود  که در معرض ماشین کاری هستند، چرا که این فرآیند سبب  بهبود این ویژگی و همین افزایش کیفیت آن نیز  می‌شود.

کوئنچ کردن

کوئنچ کردن  به فرآیندی نیز گفته می‌شود که در آن قطعه‌کار بعد از گرم شدن در یک دمای معلوم  و در یک زمان مشخص و حساب شده، به سرعت سرد و خنک  می‌شود که با توجه به خواص و ویژگی های  مکانیکی مد نظر این سرد شدن در آب یا روغن و یا در هوا صورت انجام می شود . کوئنچ کردن یک عملیات حرارتی است که از فرآیندها و تغییرات نامناسب  که در فلزات در دماهای پایین رخ می‌دهد (مانند تغییر فاز) جلوگیری می‌کند.

این امر از طریق کاهش زمان سرد کردن فلزات و یا افزایش نرخ سرد شدن انجام می شود

تمپر کردن

میتوان گفت فرایند تمپر کردن زمانی مورد استفاده قرار میگیرد که نرمی و تورق پذیری فولاد برای ما بسیار مهم باشد و همچنین دارای اهمیت بسیار زیادی نیز باشد فولاد تِمپِر نشده بسیار سخت و همچنین  محکم است اما می توان گفت این فولاد شکننده است و برای استفاده در کارهای عملی مناسب نیست. تِمپِر کردن یک فرایند عملیات حرارتی با دمای پایین است که معمولاً بعد  از انجام مرحله  سخت کاری (سخت کاری خنثی، سخت کاری مضاعف، کربونیزاسیون جوی، کربونیزه سازی، یا سخت کاری سطحی) انجام می‌شود تا فولاد را به مقدار سختی مناسب و مورد انتظار  برساند.

طی این مرحله، فولاد در دماهای پایین‌تر قرار می‌گیرد تا سختی اضافی آن از بین برود. سپس فلز در هوای بدون باد قرار می‌گیرد تا خنک شود. نتیجهٔ این عملیات، فولادی سخت‌تر با کیفیت تر و  با میزان شکنندگی پایین‌تر است.

عکس کارگاه عملیات حرارتی

تاثیر عملیات حرارتی بر خواص فلزات

می توان ان‌گفت عملیات حرارتی تاثیرات زیادی و گوناگونی بر روی کیفیت و خواص فلزات می گذارد که در ادامه برخی از این اثرات را معرفی می کنیم

  • مقاومت الکتریکی
  • انبساط حرارتی
  • ساختار
  • مغناطیس

مقاومت الکتریکی 

مقاومت الکتریکی یکی از شاخص هایی  است که قدرت بازدارندگی فلز در مقابل  معبر جریان الکتریکی را نمایان می کند . زمان  عبور الکترون‌ها از فلز، آن‌ها به ساختار فلزی برمی خورند  از این رو پخش می‌شوند. هنگامی  که فلز در عملیات حرارتی گرما داده می‌شود، الکترون‌ها انرژی زیلدی را می گیرند و با سرعت زیادی  حرکت می‌کنند. این امر سبب افزایش پراکندگی الکترون‌ها  نیز می‌شود پس می توان نتیجه گرفت مقدار مقاومت فلز زیاد می‌شود گرماسنج‌ها از تغییر در مقاومت الکتریکی یک تکه سیم برای اندازه گیری دما استفاده می‌کنند.

انبساط حرارتی 

فلزات از اتم‌هایی با ساختار متقارن ایجاد و ساخته  شده‌اند که به این ساختار، «آلوتروپ یا دگرشکل» می‌گویند. گرمایش فلزات سبب جابجایی ‌اتم‌ها از مکان اولیه‌شان می‌شود. با جابه جایی اتم‌ها، ساختار تازه ای تشکیل می‌شود که اصطلاحا به آن فاز آلوتروپی گفته می‌شود. این فرایند، سختی، استحکام و نرمی (تورق پذیری) فلز را تغییر می‌دهد. مهم‌ترین تبدیل فاز آلوتروپی توسط آهن صورت می‌گیرد.

هنگامی  که آهن در  دمایی بالاتر از 912 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد، می‌تواند کربن بسیار زیادی را جذب کند و کربن هم باعث زیاد شدن سختی محصولات فولادی می‌شود. این تأثیر مناسب در بسیاری از انواع فولادهای پُر کربن (کربن بالاتر از 0.5)، مثل فولاد ابزاری، استفاده می‌شود.

ساختار

فلزات از اتم‌هایی با ساختار متقارن ایجاد و ساخته  شده‌اند که به این ساختار، «آلوتروپ یا دگرشکل» می‌گویند. گرمایش فلزات سبب جابجایی ‌اتم‌ها از مکان اولیه‌شان می‌شود. با جابه جایی اتم‌ها، ساختار تازه ای تشکیل می‌شود که اصطلاحا به آن فاز آلوتروپی گفته می‌شود. این فرایند، سختی، استحکام و نرمی (تورق پذیری) فلز را تغییر می‌دهد. مهم‌ترین تبدیل فاز آلوتروپی توسط آهن صورت می‌گیرد.

هنگامی  که آهن در  دمایی بالاتر از 912 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد، می‌تواند کربن بسیار زیادی را جذب کند و کربن هم باعث زیاد شدن سختی محصولات فولادی می‌شود. این تأثیر مناسب در بسیاری از انواع فولادهای پُر کربن (کربن بالاتر از 0.5)، مثل فولاد ابزاری، استفاده می‌شود.

مغناطیس

سه فلز آهن، نیکل و کبالت خواص و ویژگی  مغناطیسی دارند که به آن‌ها «فلزات فرومغناطیس» می گویند گرمایش این فلزات، ویژگی مغناطیسی آن‌ها را عوض می‌کند ، تا هنگامی  که تمام این خاصیت مغناطیسی از نابود شود دمایی که خاصیت مغناطیسی در آن به‌کلی از بین می‌رود به “دمای کوری” معروف است. این دما برای نیکل، 330 درجه سانتی‌گراد، برای کبالت 1100 درجه سانتی‌گراد، و برای آهن، 770 درجه سانتی‌گراد است.