این مقاله شرح نسبتاً دقیقی از آنچه بازپخت تبلور مجدد است ارائه می دهد. علاوه بر این، برای آشنایی، انواع دیگری از کار با فولاد در نظر گرفته می شود که باعث بهبود ساختار و کارایی فلز، کاهش سختی و رفع تنش های داخلی می شود. تمام خواص اصلی آلیاژ به ساختار آلیاژ بستگی دارد و روشی که ساختار را تغییر می دهد عملیات حرارتی است. بازپخت تبلور مجدد و بسیاری از انواع دیگر عملیات حرارتی توسط D. K. Chernov ایجاد شد، در ادامه این موضوع توسط G. V. Kurdyumov، A. A. Bochvar، A. P. Gulyaev توسعه داده شد.
درمان حرارتی
این ترکیبی است از عملیات گرمایشی مختلف با کمک تجهیزات ویژه و فناوری خاص همراه با نگهداشتن و سرمایش که به منظور تغییر ساختار داخلی آلیاژ به طور دقیق در یک توالی مشخص و در حالت های دقیق انجام می شود. و خواص مورد نظر را بدست آورید. عملیات حرارتی به چند نوع تقسیم می شود. بازپخت اولینوع، که مطلقاً برای هر فلز و آلیاژی استفاده می شود، تبدیل فاز را در حالت جامد ایجاد نمی کند. بازپخت تبلور مجدد برای دستیابی به ویژگی های زیر استفاده می شود.
هنگامی که بازپخت نوع اول گرم می شود، تحرک اتم ها افزایش می یابد، ناهمگنی شیمیایی به طور کامل یا جزئی از بین می رود و استرس داخلی کاهش می یابد. همه اینها به دمای گرمایش و زمان نگهداری بستگی دارد. خنک شدن آهسته در اینجا مشخص است. تغییرات این روش عبارتند از بازپخت تنش زدایی پس از ریخته‌گری، جوشکاری یا آهنگری، بازپخت انتشاری و بازپخت تبلور مجدد.
بازپخت دوم
این بازپخت همچنین برای فلزات و آلیاژهایی در نظر گرفته شده است که در حین بازپخت حالت جامد - هم هنگام گرم شدن و هم در هنگام سرد شدن - تغییر فاز می دهند. در اینجا، اهداف تا حدودی گسترده‌تر از اهدافی هستند که توسط تبلور مجدد فولاد دنبال می‌شوند. بازپخت نوع دوم منجر به ساختار متعادل تری برای پردازش بیشتر مواد می شود. دانه بندی از بین می رود، خرد می شود، ویسکوزیته و پلاستیسیته افزایش می یابد، سختی و استحکام به طور قابل توجهی کاهش می یابد. چنین فلزی قبلاً قابل برش است. گرمایش تا دمای بسیار بالاتر از دمای بحرانی انجام می شود و خنک سازی همراه با کوره - بسیار آهسته انجام می شود.
همچنین عملیات حرارتی شامل سخت شدن آلیاژها برای استحکام و سختی است. در اینجا، برعکس، یک ساختار غیر تعادلی تشکیل می شود که این پارامترها را به دلیل سوربیت، تروستیت و مارتنزیت افزایش می دهد. دماهای استفاده شده نیز بسیار بالاتر از دمای بحرانی است، اما خنک سازی با سرعت های بسیار بالا انجام می شود. نوع چهارمعملیات حرارتی - تمپر کردن، که تنش های داخلی را کاهش می دهد، سختی را کاهش می دهد و چقرمگی و شکل پذیری فولادهای سخت شده را افزایش می دهد. هنگامی که تا دمای زیر بحرانی گرم می شود، نرخ خنک کننده می تواند هر نوع باشد. دگرگونی ها ساختار غیرتعادلی را کاهش می دهند. بازپخت تبلور مجدد فولاد به این صورت است.
انتخاب حالت
عملیات حرارتی می تواند مقدماتی و نهایی باشد. اولین مورد برای آماده سازی خواص مواد و ساختار آن برای عملیات های تکنولوژیکی بعدی (بهبود قابلیت ماشینکاری، برش، عملیات فشار) استفاده می شود. عملیات حرارتی نهایی تمام خواص محصول نهایی را تشکیل می دهد. نحوه انتخاب حالت بازپخت تبلور مجدد به فرآیند و اهداف عملیات حرارتی بستگی دارد.
دلالت بر حرارت دادن یک آلیاژ یا فلز بالاتر از دمای تبلور و نه کمتر از صد یا دویست درجه دارد. به دنبال آن قرار گرفتن در این دما برای مدت زمان مورد نیاز است. خنک سازی آخرین مرحله این فرآیند است. این فناوری به بازپخت کامل، جزئی و بافت دار تقسیم می شود و انتخاب بستگی به این دارد که هدف از بازپخت تبلور مجدد چیست.
پخت کامل
در عمل، ما اغلب از آنیل کامل استفاده می کنیم، اما در اینجا باید به این نکته توجه کنید که آنیلینگ و سخت شدن فولاد فرآیندهای متفاوتی هستند. در طی فرآیند بازپخت تبلور مجدد، رویه‌های خاصی انجام می‌شود که قبل از کار سرد تحت فشار فلز برای تسهیل کار بیشتر با آن انجام می‌شود.آنیل کردن نوع خروجی عملیات حرارتی است، زمانی که محصول نهایی یا محصول نیمه تمام ویژگی های مورد نظر را دریافت می کند. یا این یک عملیات میانی است، برای مثال - برای حذف موثر سخت شدن سرد.
برای انحلال یکنواخت عناصر آلیاژی در ماتریس و به منظور به دست آوردن یک ریزساختار همگن با خواص مواد یکسان، بازپخت در محلول خاصی انجام می شود. فلزات آهنی نیاز به تبلور مجدد در دمای بین 950 تا 1200 درجه سانتیگراد با استفاده از محلول نمک Durferrit Glühkohle یا Durferrit GS 960 دارند..
گل
بیشتر اوقات، تبلور مجدد فولادها به منظور رساندن ساختار مواد به پارامترهای مورد نظر که برای کار بیشتر ضروری است، انجام می شود. در صورتی که تبلور مجدد آهسته به طور کامل از بین نرود، پس از عملیات تحت فشار استفاده می شود.
این فناوری معمولاً برای کویل های آلیاژی نورد گرم که پایه آن آلومینیوم است و همچنین پس از نورد سرد ورق ها، نوارها، فویل ها از آلیاژهای مختلف و فلزات غیرآهنی استفاده می شود (در اینجا لازم به ذکر است. بازپخت تبلور مجدد نیکل)، میله ها و سیم ها، فولادهای سرد و لوله های کشش سرد. یک روش جداگانه آنیل کردن در ساخت محصولات نیمه تمام و محصولات از فلزات غیر آهنی (از جمله نیکل) است.
شرایط دما
مواد مختلف به حالت های عملیات حرارتی متفاوتی نیاز دارند. معمولاً کل فرآیند بیش از یک ساعت طول نمی کشد تا بازپخت مجدد کریستالیزاسیون تکمیل شود، اما رژیم دمایی برای هر آلیاژ خاص خود است. بنابراین، آلیاژهای مبتنی بر منیزیم از 300 تا 400 درجه سانتیگراد، آلیاژهای نیکل از 800 تا 1150 درجه سانتیگراد، فولادهای کربنی از 650 تا 710 درجه سانتیگراد مورد نیاز هستند که برای آنیل کردن تبلور مجدد اجباری است. نقطه ذوب به طور طبیعی به دست نمی آید.
آلیاژهای آلومینیوم به اندازه کافی نیازی به دمای 350 تا 430 درجه سانتیگراد ندارند و آلومینیوم خالص در دماهای 300 تا 500 درجه سانتیگراد متبلور می شود. از 670 تا 690 درجه سانتیگراد تیتانیوم برای تبلور مجدد مورد نیاز است، از 700 تا 850 درجه سانتیگراد ترکیبات مس و نیکل مورد نیاز است، از 600 تا 700 درجه سانتیگراد به برنز و برنج نیاز است و حتی مس خالص کمتر، تبلور مجدد را از 500 درجه سانتیگراد شروع می کند.. چنین حالت‌هایی از تبلور مجدد برای فلزات و آلیاژهای خاص مورد نیاز است.
فرآوری انتشار فلزات
این نوع بازپخت در غیر این صورت همگن کننده نامیده می شود و به منظور از بین بردن عواقب جداسازی دندریتی انجام می شود. بازپخت انتشار برای فولادهای آلیاژی مورد نیاز است که در آن شاخص شکل پذیری و چقرمگی به دلیل جداسازی درون کریستالی کاهش می یابد که منجر به شکستگی های لایه ای یا شکننده می شود. دستیابی به ساختار تعادلی ضروری است و بنابراین عملیات انتشاری فلز ریخته گری ضروری است. علاوه بر این، هم ویژگی های مکانیکی را بهبود می بخشد و هم یکنواختی خواص را در سراسر محصول نهایی افزایش می دهد.
این چیزی است که اتفاق می افتدفرآیند: فازهای اضافی حل می شوند، ترکیب شیمیایی تراز می شود، منافذ ظاهر می شوند و رشد می کنند، اندازه دانه افزایش می یابد. این نوع عملیات حرارتی مستلزم قرار گرفتن در معرض طولانی مدت فلز در دمای بالاتر از حد بحرانی است (در اینجا می توانیم در مورد 1200 درجه سانتیگراد صحبت کنیم).
عملیات حرارتی همدما
این نوع آنیلینگ برای فولادهای آلیاژی توصیه می شود که در دمای ثابت، آستنیت در مخلوط به فریت و سیمانیت تجزیه می شود. در صورت سرد شدن تدریجی به دلیل کاهش مداوم و پی در پی دما، چنین تجزیه می تواند در سایر انواع آنیل رخ دهد. بنابراین، یکنواختی ساختار حاصل می شود، زمان عملیات حرارتی کاهش می یابد.
طرح بازپخت همدما به شرح زیر است: ابتدا حرارت دادن به یک نشانگر که از نقطه بحرانی بالایی 50-70 درجه فراتر می رود، سپس دما را 150 درجه کاهش دهید. پس از آن، قسمت گرم شده به یک کوره یا حمام منتقل می شود، جایی که درجه حرارت بیش از 700 درجه سانتیگراد حفظ نمی شود. مدت زمان عمل به ترکیب فلز و ابعاد هندسی قطعه بستگی دارد. ترکیبات آلیاژی ممکن است ساعت ها طول بکشد، در حالی که ورق های فولاد کربنی نورد گرم چند دقیقه طول می کشد.
تفاوت
با بازپخت کامل، تبلور مجدد فولاد تضمین می شود و عیوب ساختاری مختلف فلز را از بین می برد. فولاد مهمترین و مشخصه ترین خواص خود را دریافت می کند و برای برش های بعدی نرم می شود. نیازابتدا آن را تا دمای بالاتر از Ac3 30-50 درجه گرم کنید، آن را گرم کنید، سپس به آرامی سرد کنید.
اغلب، قرار گرفتن در معرض حداقل نیم ساعت طول می کشد، اما نه بیشتر از یک ساعت در هر تن فولاد با نرخ گرمایش 100 درجه سانتیگراد در ساعت. نرخ خنک کننده بسته به ترکیب فولاد و پایداری آستنیت متفاوت است. اگر به سرعت سرد شود، ساختار پراکنده فریت-سیمنتیت ممکن است خیلی سخت باشد.
خنک کردن
نرخ خنک کننده با خنک کردن فر با خاموش شدن تدریجی آن و باز کردن در تنظیم می شود. با بازپخت کامل، نکته اصلی این است که آلیاژ را بیش از حد گرم نکنید. بازپخت جزئی در دمای کمتر از Ac3، اما کمی بالاتر از Ac1 انجام می‌شود.
سپس فولاد تا حدی تبلور مجدد می یابد و بنابراین از شر عیوب خلاص نمی شود. فولادهای بدون نوار فریتی در صورتی که فقط باید قبل از پردازش و برش بیشتر نرم شوند، به این صورت است. علاوه بر کامل و ناقص، بازپخت تبلور مجدد بافتی نیز وجود دارد.
برنامه
گاهی اوقات بازپخت مکمل کار گرم است (کویل های نورد گرم مانند آلیاژهای آلومینیوم، قبل از نورد سرد آنیل می شوند تا کار سختی که در نتیجه نورد گرم اتفاق می افتد حذف شود).
بازپخت از این نوع بسیار بیشتر در تولید محصولات و محصولات نیمه تمام از آلیاژها و فلزات غیرآهنی خالص استفاده می شود. این در حال حاضر یک عملیات عملیات حرارتی مستقل است. در مقایسه با فولادها، تعداد زیادی از فلزات غیرآهنی در معرض عملیات سرد قرار می‌گیرند و پس از آن بازپخت تبلور مجدد ضروری است.
در صنعت
اگر به شکل دانه ای سمنتیت نیاز است، نگه داشتن آلیاژ در حین بازپخت تا تبلور مجدد کامل می تواند برای مدت طولانی - چندین ساعت دوام بیاورد. برای تغییر شکل سرد، که معمولاً به دنبال بازپخت انجام می‌شود، این شکل دانه‌ای سمنتیت است که مطلوب‌ترین شکل آن است که در حین تبلور مجدد در فرآیند هسته‌زایی و رشد دانه‌های تغییر شکل نیافته رخ می‌دهد و این نیاز به حرارت دادن تا دمای معینی دارد.
آنیل تبلور مجدد در صنعت، عملیات اولیه برای ایجاد انعطاف پذیری به آلیاژ یا فلز قبل از کار سرد است. معمولاً در فاصله بین عملیات تغییر شکل سرد برای حذف سخت شدن و همچنین به عنوان یک فرآیند عملیات حرارتی نهایی خروجی وجود دارد تا محصول یا محصول نیمه تمام خواص مورد نیاز خود را به دست آورد.
چگونه اتفاق می افتد
هنگامی که فلز تغییر شکل داده شده، تحرک اتم ها را افزایش می دهد. دانه‌های قدیمی کشیده می‌شوند، آسیب‌پذیر می‌شوند، دانه‌های جدید، از قبل متعادل و عاری از تنش، به شدت متولد می‌شوند و رشد می‌کنند. آنها با قدیمی و دراز برخورد می کنند و آنها را تا ناپدید شدن کامل در رشد خود جذب می کنند. تبلور مجدد فولاد و آلیاژها هدف اصلی بازپخت تبلور مجدد است. هنگامی که پس از رسیدن به دمای مورد نیاز حرارت داده می شود، قدرت تسلیم و استحکام مواد به شدت کاهش می یابد.
اما انعطاف پذیری افزایش می یابد، برای بهبود ماشینکاری کار می کند. دمایی که در آن تبلور مجدد شروع می شود، آستانه نامیده می شود.تبلور مجدد وقتی به آن رسید، فلز نرم می شود. دما نمی تواند ثابت باشد. برای یک آلیاژ یا فلز خاص، مدت زمان گرم شدن، درجه پیش تغییر شکل، اندازه دانه اولیه و بسیاری موارد دیگر نقش به همان اندازه مهم دارند.
