عملیات حرارتی

 آزمایشگاه عملیات حرارتی

منظور از عملیات حرارتی ، گرم کردن قطعات فلزی در کوره در دما و زمان مشخص و نهایتاً سرد کردن آن با یک شیب حرارتی مشخص، برای دستیابی به یک ساختار متالورژیکی و در نتیجه خواص مکانیکی مورد نظر، می باشد.

نوع عملیات حرارتی بر روی فلزات را می توان با توجه به نوع ماده، به دو دسته کلی فلزات آهنی  و فلزات غیرآهنی تقسیم بندی کرد.

عملیات حرارتی فولادها: متداول ترین عملیات حرارتی که معمولاً برای فولادها انجام می شود به قرار زیر است:

1- آنیل کردن: هدف دستیابی به یک ساختار متالورژیکی کاملاً همگن و پایدار (معمولاً فریت و یا پرلیت) و عاری از تنش های پسماند و اثرات کارسرد و جدایش می باشد. قطعات آنیل شده معمولاً بیشترین انعطاف پذیری و کمترین استحکام را دارند. برای آنیل کردن معمولاً بعد از قرار دادن نمونه ها برای مدت زمان مشخص در دمای آستنیته ، در محیط کورۀ خاموش خنک می شوند.

2- نرماله کردن: در این عملیات حرارتی قطعات در محیط هوا خنک می شوند. به این ترتیب ساختار با دانه بندی ریز بدست خواهد آمد.

3- کوئنچ و تمپر : پس از سرد کردن سریع فولادها از دمای آستنیت در یک محیط خنک کننده مانند روغن ، آب نمک و ... ، فرصت برای تشکیل ساختارهای پایدار داده نمی شود و نهایتاً ساختارهای شبه نا پایدار یعنی مارتنزیت تشکیل می شود. اگرچه به علت حلالیت فوق اشباع کربن و همچنین دانسیتۀ زیاد عیوب کریستالی در شبکه بلوری مارتنزیت، استحکام بسیار زیاد است، اما انعطاف پذیری و مقاومت به ضربه آن کم است. برای دستیابی به خواص مکانیکی بهینه معمولاً ساختارهای مارتنزیتی را در دمایی کمتر از °C 700، حرارت می دهند. به این ترتیب با وجود کاهش کمی در استحکام و سختی ، انعطاف پذیری به مقدار قابل ملاحظه ای زیاد می شود.

عملیات حرارتی آلیاژهای غیر آهنی : متداول ترین عملیات حرارتی که برای آلیاژهای غیرآهنی انجام می شود به قرار زیر است:

1- آنیل کردن: هدف دستیابی به یک ساختار متالورژیکی کاملاً همگن و پایدار و عاری از تنش های پسماند و اثرات کارسرد و جدایش می باشد. قطعات آنیل شده معمولاً بیشترین انعطاف پذیری و کمترین استحکام را دارند. 

آنیل کردن طی سه مرحلۀ بازیابی ، تبلور مجدد و رشد دانه ها رخ می دهد.

2- عملیات سختی رسوبی : برای آلیاژهایی که ساختار متالوگرافی آنها دوفازی است و در حین کاهش دما حلالیت عنصر آلیاژی در زمینه فلزی کاهش می یابد، می توان از این عملیات حرارتی برای افزایش استحکام استفاده کرد. استحکام برخی از آلیاژهای آلومینیوم (مثل آلیاژ آلومینیوم مس) ، آلیاژهای تیتانیم (آلیاژهای دو فازی آلفا- بتا) ، آلیاژهای سرب (آلیاژ سرب- آنتی موان) ، برخی از فولادهای زنگ نزن ، برنز مس بریلیم، سوپرآلیاژهای پایه نیکل با استفاده از این عملیات حرارتی افزایش داده می شود.

 

* دانشجویان دورۀ کارشناسی گرایش متالورژی صنعتی ، در ترم های آخر پس از گذراندن درس عملیات حرارتی (2 واحد نظری) ، یک واحد عملی آزمایشگاه عملیات حرارتی می گذرانند. آنها در این دوره با موضوعات زیر آشنا می شوند :

- آشنایی با انواع محیط های خنک کننده و نقش نوع محیط خنک کننده  بر روی خواص مکانیکی(سختی) بدست آمده از کوئنچ فولادها

- بررسی نقش دما و زمان آستنیته ، دما و زمان بازپخت و درصد کربن بر روی بر روی خواص مکانیکی(سختی) بدست آمده از کوئنچ فولادها

- آشنایی با فرایند سختی پذیری و روش اندازه گیری قطر بحرانی با استفاده از آزمون جامینی

- آشنایی با فرایند کربوره کردن جامد و پارامترهای موثر در آن

- آشنایی با فرایند سختی رسوبی آلیاژهای آلومینیوم و تاثیر آن بر روی خواص مکانیکی (سختی) این آلیاژها

* بیشتر دانشجویان دوره کارشناسی ارشد و دکتری رشته مهندسی مواد در گرایش های مختلف ، در مرحلۀ انجام آزمایشات خود برای گذراندن پایان نامه های تحصیلی از این آزمایشگاه استفاده می کنند.

 

* همچنین گاهی اوقات نیز دانشجویان و محققین سایر رشته های تحصیلی مانند دانشجویان رشته فیزیک ، مهندسی پزشکی و مهندسی مکانیک  در مراحلی از انجام تحقیقات خود نیاز به استفاده از این آزمایشگاه را پیدا می کنند.

*مهمترین تجهیزات آزمایشگاه عملیات حرارتی:
1- کوره ها با حداکثر دماهای 1100، 1200، 1400 و 1600 درجه سانتیگراد
2- دستگاه سختی سنجی یونیورسال در مقیاس ماکرو
3- دستگاه آزمون جامینی (بررسی آزمایش سختی پذیری)
4- کوره حمام نمک با حداکثر دمای 1000 درجه سانتیگراد

  


تعرفه خدمات 

تماس با کارشناس آزمایشگاه

مهندس ابوالفضل سامنی  

ایمیل :                                                                                    heat-lab@srbiau.ac.ir

تلفن  :                                                       6-44869784 داخلی 253