گزارش کار آزمایشگاه عملیات حرارتی و کارگاه عملیات حرارتی

گزارش کار آزمایشگاه عملیات حرارتی و کارگاه عملیات حرارتی
عملیات حرارتی آنیل کردن Anealing
واژه آنیل دارا ی معنی، مفهوم و کاربرد وسیعی است بدین صورت که به هر نوع عملیات حرارتی که منجر به تشکیل ساختاری بجز مارتنزیت و یا سختی کم و انعطاف پذیری باشد اطلاق می شود.
تقسیم بندی عملیات حرارتی آنیل براساس دمای عملیات به روش سردکردن، ساختار و خواص نهایی.

آنیل کامل:
آنیل کامل عبارت است حرارت دادن فولاد در گسترده دمایی مرحله آستنیت و سپس سردکردن آهسته معمولاً در کوره است. و تحت این شرایط آهنگ سردشدن در محدوده ۰۲/۰ درجه سانتیگراد بر ثانیه است. گستره دمایی آستنیته کردن برای آنیل کامل تابع درصد کربن فولاد است. بطورکلی در عملیات آنیل کامل فولادهای هیپویوتکتوئید را در ناحیه تک فازی آستنیت و فولادهای هایپریوتکتوئید را در ناحیه آستنیت سمنتیت حرارت می دهند.
علت آستنیته کردن فولادهای هاپیرتوکتوئید در ناحیه دوفازی آستنیت- سمنتیت این است که سمنتیت پروتکتوئید در این فولاد به صورت کروی و مجتمع شده درآید.
در عملیات آنیل کامل، هدف از آستنیته کردن فولادهای هاپرتوکتوئید در ناحیه دوفازی آستنیت سمنتیت عبار ت از شکستن شبکه پیوست کاربید است و تبدیل آن به ذات ریز و کروی شکل مجزا از یکدیگر است.
نیروی محرکه در این عملیات عبارت از کاهش انرژی فصل مشترک ناشی از کروی شدن ذرات کاربید و در نتیجه کاهش مقدار فصل مشترک آستنیت – کاربید است.
د رعملیات آنیل کامل نه تنها دمای آستنیته کردن بلکه آهنگ سردشدن نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
سردکردن آهسته که معادل سردشدن در کوره است باعث می شود که ابتدا فریت و سپس پرلیت از آستنیت بوجود آید بعلت سردشدن آهسته، فریت تشکیل شده دارای دانه های درشت و هم محور بوده و پرلیت دارای فاصله بین لایه ای نسبتاً زیاد( پرلیت خشن یا درشت) است. از جمله مشخصه های مکانیکی این میکروساختار عبارت از کاهش سختی و استحکام و افزایش انعطاف پذیری است. اگر واژه آنیل بدون پسوند استفاده شود منظور همان آنیل کامل است.

آنیل همدما:
این عملیات شامل حرارت دان فولاد در دو دمای مختلف است. ابتدا عملیات آستنیته کردن که در همان گستره دمایی مربوط به آنیل کامل انجام می شود و سپس سردکردن سریع تا دمای دگرگونی و نگهداشتن برای مدت زیاد کافی جهت انجام دگرگونی. پس از پایان دگرگونی، فولاد را با هر آهنگ سردشدن دلخواهی می توان سرد کرد.
زمان لازم برای آنیل همدما در مقایسه با آنیل کامل به مراتب کمتر است در حالی که سختی نهایی کمی بیشتر خواهد بود.
همانند آنیل کامل میکروساختار حاصل از انیل همدما در فولاد های هیپویوتکتوئید و یوتکتوئید و هایپریوتکتوئید به ترتیب عبارت از: فریت- پرلیت، و پرلیت و پرلیت – سمانتیت است. ولی پرلیت حاصل نسبتاً ظریف تر و درصد فریت و سمنتیت و یوتکتوئید تا حدودی کمتر است.
از جمله موارد عمده کاربرد آنیل همدما در رابطه با فولادهای آلیاژی است که دارای سختی پذیری بالایی اند. در صورتی که برروی این فولادها عملیات حرارتی آنیل کامل انجام می شود، علت سختی پذیری زیاد ساختار نهایی حاصل بجای پرلیت خشن، ممکن است پرلیت ظریف و یا حتی مخلوطی از پرلیت ظریف و بینیت بالایی باشد.
آنیل همدما در ضمن مراحل ساخت قطعات فولادی نیز استفاده می شود. اگر یک شمش ریخته گری یا نوردشده ا ز جنس فولاد آلیاژی سخت شونده در هوا را در ناحیه آستنیت تا دمای اتاق در هوا سردکنند احتمال تشکیل ترکهای سطحی برروی آن زیاد است. این پدیده به هنگام مارتنزیت شدن مغز قطعه و در نتیجه اعمال تنش کششی( ناشی از انبساط) برروی سطح آن که قبلاً مارتنزیت و سخت شده است اتفاق می افتد. از اینرو بمنظور جلوگیری از ایجاد ترکهای سطحی، شمشمهای گرم را در کوره های آنیل همدما در دمای ۷۰۰ درجه سانتیگراد نگهداشته تا دگرگونی آستنیت به پرلیت بطور کامل انجام شود. از این پس آهنگ سردشدن اثر چندانی در ساختار و خواص نهایی ندارد. با این حال پس از پایان دگرگونی، قطعات معمولاً در هوا سرد می شوند.