بورس آهن آلات و ميلگرد

سخت كاري فولاد، نوعي عمليات حرارتي كه در آن، سطح رويي فولاد دچار تغيير شده و خواص مكانيكي، متالوژيكي، شيميايي و فيزيكي فولاد دچار تغييراتي مي ‌شود و بهبود مي ‌يابد ولي بخش داخلي آن تغيير نمي ‌كند در آخر مي‌ توان از قطعات به ‌دست ‌آمده در ساخت قطعات صنعتي استفاده كرد.

سخت كاري فولاد چيست؟

سخت كاري فولاد، همان برگشت دادن فولاد و استفاده از عمليات حرارتي است.

سخت كاري نوعي عمليات حرارتي كه با استفاده از شرايط خاص كاري و محيطي سطح قطعه را سخت كرده در حالي كه تركيب شيميايي داخل قطعه تغيير نمي كند.

در آخر قطعه اي حاصل مي شود كه سختي سطحي مطلوب در كنار چقرمه بودن دارد.

قطعات فولادي را مي توان به نحوي روي آن ها عمليات حرارتي انجام داد كه علاوه بر مقاومت به سايش، داراي استحكام ديناميكي خوبي باشند.

پس از انجام تمام مراحل مربوط به شكل دادن نظير ماشين كاري و غيره، عمليات حرارتي انجام مي شود، چون آخرين عملياتي كه بايد در مرحله پاياني ساخت قطعه، انجام پذيرد.

گرم كردن و سرد كردن زمانبندي شدهٔ فلزات، سراميك‌ها و آلياژها را به منظور بدست آوردن خواص مكانيكي و فيزيكي مطلوب، عمليات حرارتي مي‌گويند.

از عمليات حرارتي براي مواد غيرفلزي مانند شيشه‌ها وسراميك‌ها نيز استفاده مي شود.

سخت كاري فلزات

سخت كاري سطحي چيست؟

سخت كاري سطحي همان سخت كاري فولاد است كه نوعي عمليات حرارتي كه در آن با استفاده از شرايط خاص كاري و محيطي سطح قطعه را سخت كرده در حالي كه تركيب شيميايي داخل قطعه تغيير نمي كند.

مراحل سخت كاري فلزات

سه مرحله عمده دارد كه عبارت‌ اند از:

در مرحله ي اول قطعه آلياژموردنظر حرارت داده مي شود. ابتدا قطعه را به‌ آرامي تا دماي 700-600 درجه سانتي‌ گراد مي ‌رسانند. با اين كار قطعه دچار تنش نمي شود.

سپس قطعه مورد نظر را تا دمايي بالاتر از دماي بحراني انتقالي به ‌سرعت گرم مي ‌كنند. با سريع گرم كردن قطعات، ساختاري به صورت دانه ريز به دست مي آيد.

در مرحله ي دوم، به ازاي هر اينچ ضخامت در قطعه، قطعه گرم شده را يك ساعت در اين دما نگه مي دارند.

براي خنك شدن سريع قطعه گرم شده، به جاي خنك شدن در محيط هاي باز كه به آرامي خنك شود؛

توسط غوطه ور شدن در آب يا مايع ديگر نظير نيتروژن مايع، هوا، آب ‌نمك، حمام نمك يا غوطه ‌ور شدن در روغن به ‌سرعت خنك مي ‌شود.

در اين مرحله، عمليات سخت كاري با آب صورت مي پذيرد. به طور معمول فولادهاي آلياژ بالا توسط هوا، و فولادهاي آلياژ پايين با غوطه ‌ور شدن در روغن سخت كاري مي شوند.

آيا سرعت خنك كردن (كوئنچ كردن) فولاد، اهميت دارد؟

بله. در مرحله ي گرم كردن عناصر موجود در آلياژ به حالت محلول جامد تغيير شكل مي دهند و سرد كردن ناگهاني در ماده تنش ايجاد مي كند.

بنابراين تاكيد مي شود سرعت خنك كردن بيش از حد بالا نباشد تا از ميزان تنش هاي پس مانده كاسته شود و ترك خوردگي در سطح سخت كاري شده رخ ندهد.

وقتي‌ كه كوئينچ كردن توسط غوطه ‌وري در مايعات (مرحله دوم) انجام مي‌ شود.

بايد توجه داشت كه غوطه ‌وري به‌ صورت كامل و با سرعت انجام شود چون در غير اين صورت لايه‌ اي روي سطح كار ايجاد مي‌ شود كه مانع از سخت كاري فولاد مي ‌شود.

سرعتي كه براي سرد كردن فولادها در نظر گرفته مي‌ شود به ميزان عناصر آلياژي كه در آن‌ ها استفاده‌ شده است بستگي دارد.

بايد به اين نكته توجه كنيم كه قطعه كوئينچ شده نبايد براي زمان طولاني در دماي محيط نگه‌ داشته شود و بايد سريع به مرحله تمپرينگ فرستاده شود.

نكات كوئنچ در روغن

براي انجام اين عمليات براي كاهش احتمال آتش سوزي لازم است از روغني استفاده شود كه نقطه اشتعال بالاتري دارد.

در اين عمليات ميزان تنش هاي پسماند كمتر است چون سرعت سرد شدن قطعه فولاد در روغن پايين تر از سردشدن با آب و ساير مواد است.

در طول تمام مدت سرد شدن قطعات، بايد روغن درون مخزن را هم زد تا تمام قسمت ‌هاي قطعه فولادي به‌ طور يكسان حرارت خود را از دست بدهند و سرد شوند.

دماي بين 32 تا 540 سانتي گراد بهترين دما براي روغن كوينچ است.

عمق سخت كاري در فولادهايي كه با روغن كوئينچ (خنك) مي‌ شوند بالاتر از آن ‌هايي است كه با آب كوئينچ مي ‌شوند.

مزيت اين روش اين است كه قطعات فولادي كه توسط هوا كوئينچ مي ‌شوند، معمولا مغز قطعه فولاد هم چقرمه نمي ‌ماند و سخت كاري مي ‌شود.

نكات كوئنچ در آب

در اين روش هنگام استفاده از آب خالص يك لايه سد بخار روي قطعه فولادي ايجاد مي ‌شود كه باعث عدم سخت شدن بعضي از نقاط به‌ طور مطلوب خواهد شد.

ولي در هنگام استفاده از آب ‌نمك كريستال هاي نمك روي قطعه رسوب كرده سپس منفجر مي ‌شوند و همين امر باعث عدم تشكيل سد بخار خواهد شد و قطعه فولادي مورد نظر به‌ طور يكنواخت سرد مي ‌شود.

بنابراين بهتر است از آب نمك به جاي آب خالي استفاده شود.

نكته:

عمليات سخت كاري فولاد بايد آخرين مرحله باشد و مراحلي نظير ماشين ‌كاري و غيره قبلاً انجام‌ شده باشد.
تاب برداشتن فولاد در حين عمليات سخت كاري فولاد امري اجتناب‌ ناپذير است.

اين امر بيشتر در مواقعي رخ مي ‌دهد كه قطعات با سرعت خيلي بيشتر از حد نياز گرم يا سرد شوند يا قطعات را خيلي بيشتر از دماي بحراني انتقالي گرم كنند.

قطعه را بايد به‌ طور نامناسب درون محيط كوئينچ (خنك شدن) وارد كنند و غيره.

بهتر است قطعاتي كه طويل و نازك هستند را در مرحله كوئينچ كردن به صورت عمودي سرد كنيد تا احتمال و ميزان كماني شدن، خمش و پيچش آن‌ ها به حداقل ميزان ممكن برسد.

عمليات سخت كاري القايي

سخت كاري القايي

اين روش يك نوع عمليات سخت كاري سطوح است كه در آن يك بخش فلز القا ميگردد .

در عمليات سخت كاري القايي به وسيله ي يك ميدان مغناطيسي و ايجاد يك جريان الكتريكي منجر به گرم شدن فلز مي شودو سپس بلافاصله خنك مي شود؛ كه در لايه بيروني تغييراتي ايجاد مي كند كه سختي و شكنندگي بخش را افزايش مي دهد.

در اين عمليات ويژگي هاي هسته اصلي فلز حفظ مي شود.

آيا مي دانيد چرا از ميدان مغناطيسي براي گرم كردن فلز به وسيله جريان الكتريكي استفاده مي شود؟

چون حرارت دادن فلز به روش هدايت گرمايي باعث گرم شدن كل مجموعه آن شده بنابراين هسته اصلي دچار تغييرات مي شود و عمليات القايي به درستي صورت نمي پذيرد.

سخت شدن قطعات مكانيكي

بسياري از قطعات مكانيكي مثل شفت، چرخ دنده ها، فنر ها و غيره براي سخت شدن از روش زير استفاده مي كنند.

يك منبع الكتريكي با فركانس بالا با راندن يك جريان متناوب زياد از طريق يك سيم پيچ صورت مي گردد.

در نتيجه گذر جريان از طريق اين سيم پيچ باعث ايجاد ميدان مغناطيسي بسيار شديد مي شود، كه اين عمليات باعث سخت شدن قطعه ي مكانيكي مي شود.

مزاياي عمليات القائي :

مقاومت و سختي بالا
فرايند بسيار سريع، در نتيجه توليد بيشتر
دستيابي به عمق 8 mm
عدم ايجاد خرابي

سخت كاري فولاد فنر

فولاد فنر

بعد از پيچش فنر، سخت كاري با عمليات حرارتي فنر انجام مي شود كه به آرامي خنك شده و در نهايت در روغن كونچ مي شود.

بعد از كربن دهي در سخت كاري فولاد عمل كونچ صورت مي گيرد. اين روش از نظر اقتصادي و مصرف انرژي مقرون به صرفه است.

اما عيب اين روش اين است كه به علت دانه درشت شدن ساختار فولاد، از اين روش فقط مي توان براي اجزا تحت تنش پايين استفاده كرد.

روش اصولي انجام اين عمليات اين است كه قطعه ابتدا بايد گرم شود و بعد به كوره حمام نمك و بعد در روغن فرو برود كه خاصيت فنريت خوبي به دست مي آورد.

در نهايت در كوره تميز با حرارت بين 150 تا 200 درجه به سختي موردنظر دست مي يابد كه باعث چقرمگي مي شود كه سختي و شكنندگي را پايين مي آورد.

سخت كاري فولاد MO40

فولاد MO40

معرفي فولاد MO40

فولاد mo40 يك فولاد آلياژي موليبدن كروم دار است.

اين فولاد به طور گسترده براي ساخت آن دسته از تجهيزات صنعتي كه تحت فشار يا ضربه و حرارت بالا قرار دارند مانند تير، ستون، چرخ دنده و غيره به كار مي رود.

اين فولاد جزو آلياژهاي كم كربن دسته بندي مي گردد و داراي توان كششي و مقاومت به بسيار بالايي مي باشد.

همچنين بدليل اينكه سختي اين فولاد بسيار زياد است، در پروژه هايي كه مقاومت به سختي و توان كششي بالا مدنظر باشد، از اين فولاد استفاده مي شود.

سخت كاري فولاد MO40

سخت كاري اين فولاد، در دماي 860-820 در آب يا روغن انجام مي شود كه نوع خاصي از عمليات حرارت پذيري مي باشد.

سخت كاري باعث افزايش طول عمر فولاد، همچنين افزايش مقاومت فولاد در برابر ضربه، سايش، خوردگي و … مي شود.

كاربرد اين فولاد در صنايع مختلف مانند

غلتك هاي صنايع سيمان
دنده فرمان
محور هاي خودرو
پيچ هاي مقاوم
ظروف تحت فشار

و … كاربرد دارد.

سخت كاري فولاد ck45

فولاد ck45

معرفي فولاد CK45

فولاد CK45 يك فولاد با كشش متوسط است كه در شرايط نرمال يا نورد گرم توليد مي شود.

اين فولاد استحكام كششي 570 تا 700 مگاپاسكال و سختي برينل بين 170 و 210 دارد.

اين نوع فولاد داراي قابليت سختي پذيري پاييني مي باشد. لازم است بدانيد كه فقط بخش هايي با ابعاد حدود 60 ميليمتر مناسب براي تمپر كردن و سخت شدن مي باشد.

فولاد CK45 داراي قابليت جوش پذيري خوب، ماشينكاري خوب، استحكام و مقاومت دربرابر ضربه بسيار بالا در شرايط نرمال و يا گرم است.

سخت كاري فولاد ck45

اين فولاد تا دماي بين 820 – 850 درجه سانتي گراد حرارت داده مي شود.

لازم است قطعه را تا زماني كه دما يكنواخت است نگه داريد همچنين هر 25 ميليمتر از قطعه را به مدت ده تا پانزده دقيقه خيس كنيد.

اين فولاد را در هواي آزاد و به آرامي خنك كنيد.

source:سخت كاري فولاد چيست؟