سخت کردن فولادها کوئنچ

سخت کردن فولادها کوئنچ

اسلاید 1: دانشگاه ...عنوان:گردآورنده:...استاد راهنما:000دی99سخت کردن فولادها

اسلاید 2: سخت کاری به فرآیندی گفته می‌ شود که طی آن و در شرایطی خاص، سطح رویی فولاد دچار تغییر شده و خواص مکانیکی، متالوژیکی، شیمیایی و فیزیکی فولاد دچار تغییراتی می ‌شود و بهبود می ‌یابد.سخت کاری فولادانواع مختلف فرآيندهاي عمليات حرارتي براي تغيير شرايط و خواص در فولادها استفاده مي شوند که از جمله مهم ترین آن‌ها عبارت اند از:كوئنچ كردن  Rate of Quenchingتمپر كردن Temperingمارتمپر كردن (ماركوئنچ كردن)آستمپر كردن  Astemperingشكل دهي آستنيتيايزو فرم كردنروش های سخت کاری فولادها

اسلاید 3: کوئنچ کردن فولادهاکوئنچ عبارت است از سرد کردن سریع فلز یا آلیاژ از دمای آستنيته . این عمل عموما با فرو بردن در آب ، روغن ، هوا ، محلول پلیمری و یا اسپری کردن این محلولها روي آلیاژ انجام می گیرد کوئنچ کردن ( آب دهی ) ، لازم است قطعه تا بالای دمای دگرگونی گرم شود . فلز در این دما به حالت پایدار رسیده و کربورها در آن حل شده و به طور همگن در تمام حجم قطعه توزیع می شوند. سپس قطعه را در آب ، روغن ، محلول پلیمر و یا نمک و نیز با هوای فشرده یا هوای مرطوب ، سرد می کنند . به طور کلی کوئنچ مقصود کوئنچ کردن فولاد در حدود دمای 50 – ۳۰ درجه (برای فولادهای هیپو یوتکتوئید ) یا ۷۰ - ۵۰ درجه ( برای فولاد هایپر یوتکتوئید)، نگهداری قطعه در این درجه حرارت تا ختم دگرگونی فاز ها و پس از آن سرد کردن سریع فولاد با سرعتی بیش از سرعت بحرانی کوئنچ می باشد . کوئنچ کردن یک عمل نهایی نیست . برای حذف قابلیت شکنندگی و تنشهایی که در اثر کوئنچ ایجاد می شود و نیز برای به دست آوردن خصوصیات مکانیکی مورد نظر در فولاد ، پس از کوئنج قطعه ، یک مرحله عملیات بازگشت ( تمبر ) لازم است.

اسلاید 4: هدف ازکوئنچ کردن فولادهاهدف از انجام عملیات کوئنج و بازگشت (تمپر کردن) بر روی یک فولاد، بالا بردن سختی ، افزایش مقاومت مکانیکی و تحمل در برابر فرسایش آن است . در مورد فولادهای ساختمانی منظور از کوئنج و بازگشت برقرار ساختن رابطه مناسبی بین استحکام ، حد الاستیک ، سختی و مقاومت به ضربه می باشد . چگونگی گرم کردن نیز دارای اهمیت ویژه ای در کولنج فولادها می باشد . کوئنچ کردن فولادذاز دمای بالاتر از دمای لازم موجب کاهش سختی فولاد شده و اکسیداسیون ، کربورزدایی سطحی و نیز رشد دانه ها و در نتیجه شکننده شدن قطعه رخ می دهد چرا که هدف از سخت کردن فولادها ، مارتنزیت کردن حداقل لایه سطحی آنها می باشد . بنابر این آهنگ سرد کردن باید بخوبی انتخاب و کنترل شود که پرلیت و بینیت بوجود نیاید . از آنجایی که ضخامتها و ابعاد قطعه اغلب از قبل مشخص می شوند ، لذا ضخامت پوسته مورد نیاز برای سخت شدن باید با انتخاب صحیح فولاد و محیط سرد کننده مناسب کنترل شود .

اسلاید 5: مارتنزیتدر آلیاژ های آهن – کربن و فولاد ها، مارتنزیت از سرد کردن سریع آستنیت به وجود می آید. از آنجایی که دگرگونی آستنیت به مارتنزیت بدون نفوذ انجام می شود، بستگی به ترکیب شیمیایی آلیاژ دارد و تا دو درصد کربن، مارتنزیت دقیقا همان ترکیب شیمیایی آستنیت اولیه را دارد. در اینجا بر خلاف تشکیل پرلیت، اتم های کربن بین دو فاز فریت و سمنتیت توزیع نخواهند شد، بلکه در فضا های هشت وجهی شبکه bcc  محبوس شده و فاز جدید مارتنزیت را به وجود می آورند. با تشکیل مارتنزیت، کربن محلول در شبکه bcc به مقدار زیادی افزایش می یابد. با افزایش درصد کربن محلول در شبکه، جای خالی بیشتری از شبکه توسط کربن اشغال می شود، در نتیجه شبکه بلوری از bcc به سمت bct  میل می کند که در آن پارامتر C  شبکه بزرگتر از دو پارامتر دیگر است. نسبت c/a  که به تتراگونالیته شبکه موسوم است با افزایش درصد کربن آلیاژ افزایش می یابد.از آنجایی که نفوذ در تشکیل مارتنزیت نقشی ندارد، مارتنزیت فازی ناپایدار است. اگر مارتنزیت تا دمایی حرارت داده شود که اتم های کربن قدرت کافی برای نفوذ پیدا کنند، از فضاهای خالی هشت وجهی خارج شده و تشکیل سمنتیت می دهند. در نتیجه شبکه بلوری مارتنزیت از حالت مکعب مستطیلی خارج شده و فازهای تعادلی موجود در نمودار تعادلی آهن – کربن، یعنی سمنتیت و فریت به وجود می آیند.

اسلاید 6: بینیتبینیت در فولادها در گسترده ی دمایی بین پایین ترین دمای تشکیل پرلیت و بالاترین دمای تشکیل مارتنزیت تشکیل می‌شود. از جمله مشخصه‌ های عمده دگرگونی بینیتی که مطالعه آن را مشکل نموده طبیعت دوگانه آن است.براساس میکروساختارها، دو شکل عمده بینیت وجود دارد، یکی بینیت بالایی یا بینیت پر شکل که در گستره دمایی درست زیر دمای تشکیل پرلیت به وجود می‌ آید و دیگری بینیت پایینی یا بینیت سوزنی شکل که در دماهایی نزدیک دمای Ms تشکیل می‌شود.