تأثیر گرما در فولاد
تأثیر گرما در فولاد
تأثیر گرما در فولاد فرآیندهای برجسته در فولادسازی است. گرما بخشی از فرآیند از زمانی است که مواد خام شسته می شود تا نتیجه نهایی به شکل دلخواه درآید. اگر به ریخته‌گری امتیاز 3 در مقیاس 5 داده شود، عملیات حرارتی در کل چرخه تولید باید 5 از 5 باشد. اما، تولید گرما هرگز با هزینه آسان نبود.
صنعت جهانی فولاد به تدریج روش های خود را برای گرم کردن این ماده بهبود می بخشد. کوره‌های داغ قرمز سوخت زیادی مصرف می‌کنند و سعی می‌کنند برخی از عوامل آلودگی را هم در هوا و هم در محیط آب اضافه کنند. از این رو تصفیه هوا و آب جزء جدایی ناپذیر فولادسازی بوده است.
جدای از کنترل آلودگی، توزیع گرما و کیفیت نتیجه موضوعات مورد علاقه کارشناسان صنعت فولاد است که باید به آنها پاسخ داده شود. بهبود فرآیند عملیات حرارتی از حدود دهه گذشته در گفتمان و تکامل بوده است. استفاده از مواد گرافیت در بوته های حرارتی، کربورسازی خودکار و کم فشار، کربورسازی بسته و عملیات حرارتی خلاء، همگی موضوعات مورد علاقه اخیر برای مبتکران فرآیند فولاد هستند.
یارانه بخش ساخت فولاد تقویت شده، بخش دیگری از فولاد که خواستار نتیجه کارآمدتر و قوی تر در تولید قطعات خودرو بود. به ویژه شفت چرخ دنده، نیازمند افزایش استحکام، مقاومت در برابر خستگی و سختی سطح پایین است. برای تحقق این ویژگی ها، روش عملیات حرارتی که به تدریج در حال توسعه است، به یک فرآیند جدید به نام بسته کربوریزاسیون تبدیل شد.
در گذشته نه چندان دور، شرکت دنده لیماوادی، ایرلند شمالی اولین شرکتی بود که کاربوریزاسیون پک را به منظور کاهش اعوجاج های تولید در چرخ دنده ها و شفت های تولید شده آزمایش کرد. این آخرین فرآیند قبل از انجام عملیات گرمایش و سرمایش معمول، از کربن روی سطح اجزا استفاده می کند.
نتایج چالش‌های جدیدی را بررسی کردند زیرا این روش نتایج متفاوتی را برای یک ماده در چندین آزمایش ایجاد کرد، بنابراین غیرقابل پیش‌بینی بود. با این حال، دستیابی به کیفیت مطلوب برای چندین پارتیزان متالورژی خودرو نقطه خوشحالی بود. در واقع، روند بهبود فرآیند عملیات حرارتی از چند سال پیش در ساخت قطعات صنعت خودرو در عمل بوده است. این موضوع از آن زمان در چندین رویداد درجه یک صنعت فولاد مورد بحث قرار گرفته است.
عملیات حرارتی روسیه 2011 یکی از این گردهمایی های صنعتی است که در آن متخصصان متالورژی خودرو در سراسر جهان بینش های تکنولوژیکی سال گذشته را مبادله می کنند. برای پایان دادن به موضوع آخرین آزمایش شرکت Limavady Gear، مشارکت برنامه “Fusion” InterTrade Ireland و ITT Dublin باید تبلیغ شود. آزمایش کاربوریزاسیون بسته در لیماوادی توسط InterTrade ایرلند و مشارکت مشترک گروه مهندسی مکانیک در مؤسسه فناوری Tallaght، دوبلین تأمین مالی شد.
عملیات حرارتی دیگری به نام فرآیند Austmpering توسط Applied Process Inc مستقر در میشیگان معرفی شد. در این فرآیند، مواد در یک اتمسفر کنترل‌شده به «حرارت قرمز» گرم می‌شوند، اما خاموش کردن در حمام نمک مذاب با حفظ دما در 450 درجه فارنهایت انجام می‌شود. 232 درجه سانتی گراد) تا 750 درجه فارنهایت (399 درجه سانتی گراد). این فرآیند تبدیل فاز حرارتی غیر یکنواخت را در طول خاموش کردن مورد بررسی قرار داد.
پردازش گرمایی یا عملیات حرارتی (به انگلیسی: Heat Treatment) گرمایش و خنک‌کاری کنترل‌شده مواد برای تغییر ساختار و ویژگی آنها است. از آنجایی که توسط عملیات حرارتی می‌توان هم خواص فیزیکی و هم خواص مکانیکی مواد را تغییر داد (برای مثال: استحکام، سفتی، قابلیت ماشین‌کاری، مقاومت به سایش، و مقاومت به خوردگی) و از آنجایی که این تغییر در خواص باعث تغییر خاصی در شکل قطعات نمی‌شود، عملیات حرارتی یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین فرایندهای صنعتی است.
از عملیات حرارتی برای ساخت مواد غیرفلزی مانند شیشه‌ها و شیشه-سرامیک‌ها نیز استفاده می‌شود. با اینکه از عبارت «عملیات حرارتی» به صورت خاص برای گرمایش و سرمایش‌های هدفمند استفاده می‌شود، فرایندهایی مانند شکل دهی فلزات و جوشکاری نیز باعث گرمایش و سرمایش مواد و در نتیجه تغییر خواص آنها می‌شود.
برخی از تکنیک‌های عملیات حرارتی عبارتند از: بازپخت، سختکاری پوسته (Case Hardening)، پیرسختکاری، برگشت دادن، کربن دهی (Carburizing)، نرمال سازی و کوئنچ کردن.
