تعریف:

عملیات حرارتی به عملیاتی گفته می شود که طی آن در یک

سیکل حرارت دادن و سرد شدن قطعه، خصوصیات مکانیکی

مطلوب و مورد نظر قطعه حاصل می شود.

 عملیات حرارتی یکی از قدیمی ترین روش های تولید است.

نمودار تعادلی آهن - کربن

انواع روشهای عملیات حرارتی:

آنیلینگ

• کوئنچینگ

• تمپرینگ

• نرمال کردن

• کروی کردن

• بازیابی

• تبلور مجدد

آنیل کردن:

• بالا بردن دمای متریال تا بالای دمای تبلور مجدد و سرد کردن آن

با نرخ بسیار کم.

• باعث ایجاد فازهای فریت و پرلیت یا پرلیت و سمانتیت در فولاد

می شود.

• این کار باعث افزایش انعطاف پذیری و کاهش سختی فولاد می

شود.

نرمال کردن:

این فرآیند در دمای بالاتری نسبت به آنیل انجام می شود.

• پس از گرم کردن فولاد و نگه داشتن آن در آن دما، قطعه در هوا

سرد می شود.

• باعث ایجاد فاز پرلیت و فریت یا پرلیت و سمانتیت می شود.

• از آنجایی که سرد کردن فولادهای آلیاژی در هوا باعث سخت

شدن آنها و تشکیل فاز مارتنزیت می شود، این فرآیند برای

فولادهای آلیاژی توصیه نمی شود.

کروی کردن:

• این فرآیند در دمای آنیل انجام می شود.

• مدت زمان نگه داشتن در این دما بسیار طولانی است.

• این کار باعث تشکیل فاز سمنتیت کروی می شود.

• این کار باعث انعطاف پذیری بسیار بالای فولاد می شود.

• سرد کردن در دمای اتاق صورت می گیرد.

بازیابی و تبلور مجدد:

در اثر انجام کار سرد، قطعه کارسخت می شود.

• این کارسختی در اثر ایجاد عیوب ساختاری در فولاد اتفاق می

افتد.

• در بعضی موارد دانه ها در جهت خاصی کشیده می شوند )مانند

فرآیند نورد(

• بعضی از اوقات تنش پسماند در اثر جوشکاری یا ماشینکاری بر

روی قطعه ایجاد می شود.

• به منظور رفع این مشکلات، قطعات را تا دمای حدود ۵۵۰ درجه

گرم میکنند. در این دما نگه می دارند و در هوا سرد می کنند.

کوئنچینگ:

این فرآیند برای سخت کردن مواد بکار می رود.

• در این حالت فولاد باید حداقل ۰.۳ درصد کربن داشته باشد.

• قطعه را تا بالای دمای تبلور مجدد گرم می کنند و در آب یا

روغن سرد می کنند.

• باعث ایجاد فاز مارتنزیت در فولاد می شود.

فاز مارتنزیت

تمپرینگ (بازپخت):

سختی ایجاد شده در قطعه کوئنچ شده معمولا مطلوب نیست زیرا

قطعه بسیار ترد و شکننده می شود.

• فرآیند بازپخت به معنای بالا بردن دمای فولاد کوئنچ شده تا

حداکثر ۳۵۰ درجه، نگه داشتن در آن دما و سپس سرد کردن تا

دمای اتاق می باشد.

• این کار باعث بهبود شکنندگی فولاد می شود. فاز مارتنزیت

همچنان در فولاد باقی است.

• در این فرآیند کمی سختی فولاد کاهش می یابد.

فرآیندهای سخت کاری سطحی:

• کربن دهی

• نیتروژن دهی

1.کربن دهی

• گرم کردن فولاد کم کربن و یک ماده کربن ده مانند ذغال تا

حدود ۹۲۵ درجه سانتیگراد

• در این حالت کربن از ذغال آزاد شده به داخل سطح فولاد نفوذ

می کند.

• در این خالت سطح قطعه پرکربن و سخت می شود حال آن که

مغز قطعه نرم است.

2.نیتروژن دهی

• چنانچه فولاد دارای عناصر آلیاژی همچون آلومینیوم، کروم،

مولیبدن و وانادیوم باشد، اگر در حدود دمای ۹۵۰ درجه در

معرض نیتروژن قرار گیرد، نیتریدهای سخت بر روی آن تشکیل

می شود.

• در ین حالت سطح قطعه بسیار سخت می شود.

روشهای سخت کردن سطحی توسط لیزر و

پرتو الکترونی:

در این حالت سطح قطعه توسط پرتو لیزر اسکن می شود. باعث

می شود که تنها سطح قطعه گرم شود.

• سختی بر روی سطح اتفاق می افتد.

• در عملیات حرارتی چدن ها بسیار کاربرد دارد.