بهبود خواص فلزات و همچنین خواص کلی مواد، از جمله فلزات علاوه بر ترکیب شیمیایی (نوع اتمهای تشکیلدهنده) به نوع پیوند بین اتم ها و نحوه آرایش یا قرار گرفتن اتم ها در کنار یکدیگر (ساختارشبکه کریستالی) و ریزساختار آن بستگی دارد .

بطوریکه ممکن است با تغییر هر کدام از عوامل مذکور خواص فیزیکی، مکانیکی و تکنولوژیکی فلز مثل: سختی، استحکام، شکل پذیری، هدایت الکتریسیته، ماشینکاری و جوشکاری تغییر نماید .

بنابراین مهم وضروری است برای دستیابی به فلزاتی با خواص برتر و بهبود خواص فلزات و کارایی بهتر با روشهای مختلف ایجاد تغییر در خواص فلزات آشنا شویم.

عملیات حرارتی

در حالت کلی گرم کردن و سرد کردن زمانبندی شده فلزات و آلیاژهای آنها (در حالت جامد) را به منظور به دست آوردن خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب ، عملیات حرارتی می گویند .

لازم به ذکراست عملیات حرارتی برای موادغیرفلزی مثل سرامیک ها نیز به کار می رود.

پارامترها یا فاکتورهای مهم در بهبود خواص فلزات

پارامترها یا فاکتورهای مهم در اجرای عملیات حرارتی و بهبود خواص فلزات عبارتنداز:
١ــ سرعت گرم کردن قطعه
٢ــ دمای عملیات حرارتی
٣ــ زمان توقف یا نگهداری قطعه در دمای فوق
۴ــ سرعت سرد کردن

برای دستیابی به خواص مورد نظردر قطعه ممکن است لازم باشد اجرای عملیات حرارتی درچند سیکل مختلف صورت پذیرد . یعنی قطعه در چند مرحله با شرایط و برنامه زمانبندی متفاوتی گرم و سرد شود.

اهداف عملیات حرارتی ( بهبود خواص فلزات )

به طور معمول عملیات حرارتی به منظور افزایش سختی و استحکام قطعات فلزی و آلیاژهای آنها صورت میگیرد ولی گاهی به دلایل دیگر مثل: کاهش سختی، افزایش قابلیت شکل پذیری، بهبود خواص هدایت الکتریکی وحرارتی یا بهبود خواص مغناطیسی ازعملیات حرارتی استفاده می شود.

به طور کلی هدف های مورد نظر از انجام عملیات حرارتی را میتوان به سه دسته تقسیم کرد
١ــ افزایش سختی و استحکام
٢ــ نرم شدن و افزایش قابلیت شکل پذیری
٣ــ یکنواخت کردن ساختار قطعه ها یا حذف تغییرات بوجود آمده در ساختار قطعه فلزی
حین عملیات ساخت یا شرایط کاری مثل جوشکاری ، نورد ، ماشینکاری وغیره)

تنش زدایی (حذف تنش های ایجاد شده و باقیمانده در ساختار سازه فلزی)

در طی فرآیند ساخت سازه های فلزی در اثر عملیاتی مثل نورد، خمکاری، جوشکاری، ماشینکاری وغیره بخشی از تنش ها با نیروهای اعمال شده به قطعه درساختار داخلی آن باقی می مانند . به این تنش به طور کلی تنش های باقیمانده گفته می شود .

این تنشها در صورتیکه حذف یا کاهش پیدا نکنند باعث کاهش استحکام و طول عمر سازه فلزی می شوند . مقدار و نوع این تنشها علاوه بر جهش قطعه به نوع و مقدار عملیاتی بستگی دارد که روی آن صورت می گیرد .

در انتهای فرآیند ساخت قطعات و سازه های فلزی جهت حذف یا کاهش مقدار تنش های باقیمانده و ایجاد ساختاریکنواخت ، سازه فلزی را برای مدت معینی در درمای از پیش تعیین شده قرار می دهند و سپس آنرا به آرامی سرد می کنند .

افزایش سختی و استحکام ( بهبود خواص فلزات )

چنانچه آلیاژی ازفولادبا ترکیب۰/۴ درصدکربن،۰/۸ درصد منگنز، ١ درصد کروم، ۰/۲ درصد مولیبدن را اگر به مدت کافی تا ٨۴٠ درجه سانتیگراد حرارت دهیم و سپس آن را به سرعت در روغن سرد کنیم، سختی آن حدود ۵ برابر افزایش می یابد.

چرخدنده ها قطعاتی هستند که در شرایط کاری به شدت تحت سایش، ضربه و خوردگی قرارمی گیرند . بنابراین مطلوب است سطح آنها به شدت سخت باشد تا کمتر دچار سایش و خوردگی شوند . از طرف دیگر دوست داریم قسمتهای داخلی آن (مغز قطعه) به منظور تحمل ضربات مکانیکی نرم ترباشد.

کارمکانیکی

همان گونه که پیش از این گفته شد یکی از ویژگیهای فلزات قابلیت کارمکانیکی بر روی آنهاست . یعنی، فلزات را می توان بر اثر اعمال نیرو تغییر شکل داد و آنها را به ورق، مفتول یا شکلهای دیگر تبدیل کرد .

وقتی در دمای محیط بر روی یک فلز کار مکانیکی انجام شود ، به دلیل تغییر شکل و فشرده شدن دانه های فلز و باقی ماندن بخشی ازتنش اعمال شده در ساختارداخلی ماده استحکام و سختی فلز افزایش می یابد . نهایتا ازقابلیت شکل پذیری آن کاسته می شود و انجام این کار در مورد فلزات غیرآهنی هم صدق می کند .

آلیاژ سازی ( بهبود خواص فلزات )

به طور کلی فلزات در حالت خالص از درجه سختی و استحکام کمتری برخوردار می باشند . لذا یکی از راه کارهای متداول و معمول برای افزایش خواص مکانیکی فلزات با آلیاژها اضافه کردن عناصر آلیاژی دیگر به ساختار آنها می باشد .

فلزات در حالت جامد دارای ساختارهای بلوری می باشند . اکثر فلزات صنعتی پرکاربرد دارای سه نوع شبکه کریستالی (BCC یا مکعبی مرکز پر، FCC یا مکعبی با وجوه مرکز پر وHCP یا منشور شش وجهی فشرده) می باشند . بنابراین طی فرآیند استحکام بخشی از طریق اضافه کردن یک یا چندعنصر به شبکه اتمی فلز مورد نظر در حالت کلی اتفاق می افتد .

بنابراین در حالت کلی نتیجه این مکانیزم استحکام بخشی را روی خواص فلزات به صورت زیرمی توان خلاصه کرد :

١ــ استحکام و سختی آلیاژها نسبت به فلز پایه در حالت خالص بیشتر است .
٢ــ انعطاف پذیری یا شکل پذیری آلیاژها نسبت به فلز پایه در حالت خالص کمتر است .
٣ــ جوش پذیری آلیاژها نسبت به فلز پایه در حالت خالص کمتر است .
۴ــ هدایت الکتریکی و حرارتی آلیاژها نسبت به فلز پایه در حالت خالص بسیار کمتر است .
۵ ــ نقطه ذوب آلیاژها نسبت به فلز پایه در حالت خالص کمتر است .

اگر قصد خرید محصولات استیل برای مصارف خود را دارید، می‌توانید از برند معتبر و حرفه‌ای آرتا استیل که تجربه کافی در زمینه ارائه محصولات استنلس استیل دارد، محصول مورد نظر خود را سفارش دهید. همچنین شما به راحتی می‌ توانید با کارشناسان ما تماس و نسبت به ثبت سفارش خود اقدام نمایید .