جستجو در تالارهای گفتگو

محیط سرد کننده آستنیته کردن آنیل کردن سختی پذیری بازگشت (تمپرینگ) چدن مالیبل

گزارش کار آزمایشگاه عملیات حرارتی شامل سرفصل های : آنیل کردن نرماله کردن سختی پذیری کوئنچ کردن تمپر کردن کروی کردن نقش کربن در عملیات حرارتی فولادها دانلود پسورد تمامی فایل ها ([Hidden Content]) است.

آستمپرینگ از جمله روش های عملیات حرارتی است که به منظور کاهش تنشهای حاصل در ضمن سخت کردن فولاد های کربنی ساده (پر کربن) جانشین سریع سرد کردن مستقیم می شود . آستمپرینگ شامل مراحل زیر است: 1- آستنیته کردن کردن فولاد 2- سریع سرد کردن در حمام نمک مذاب یا روغن داغ تا دمایی بلافاصله قبل ازشروع تشکیل مارتنزیت . 3- نگه داشتن در این دما به نحوی که دگرگونی آستنیت به بینیت به طور کامل انجام گیرد.زمان نگهداری در این دما با توجه به موقعیت نمودار مشخص می شود . 4- سرد کردن در هوا تا دمای اتاق همانگونه که از شکل بالا مشخص است در این روش آستمپرینگ نیز سطح و مرکز نمونه در مرحله اول سریع سرد شدن ( قبل از ) با آهنگهای متفاوت سرد می شوند.اما از آنجایی که قبل از شروع دگرگونی آستنیت به بینیت دماهای نقاط مختلف قطعه یکسان خواهند شد،دگرگونی آستنیت به بینیت درنقاط مختلف تقریبا همزمان انجام شده و بنابراین تنشهای داخلی به حداقل ممکن کاهش می یابد . هدف از به کارگیری آستمپرینگ به جای سریع سرد کردن و باز پخت عبارتند از: 1) افزایش استحکام ضربه ( چقرمگی ) و انعطاف پذیری برای یک سختی مشخص و ثابت . 2) حذف و یا کاهش احتمال ترک برداشتن،تغییر شکل دادن و یا ایجاد تنشهای داخلی در ضمن عملیات حرارتی، برای عملیات حرارتی مقاطع نازک فولادهای کربنی ساده تحت شرایطی که سختی در حدود 50 راکول سی کافی بوده و استحکام ضربه و انعطاف پذیری بسیار خوبی مورد نیاز باشد ، آستمپرینگ بهترین روش عملیات حرارتی است . نتایج حاصل از مقایسه چقرمگی و ازدیاد طول برای فولاد 1095 تحت شرایط آستمپر شده ، سریع سرد و باز پخت شده برای سختی یکسان نشان دهنده این مطلب است.علت اصلی افزایش چقرمگی و انعطاف پذیری به جایگزین شدن ساختار بینیتی به جای مارتنزیت مربوط می شود . در این جا نیز فولادهایی مناسب برای آستمپرینگ اند که از سختی پذیری نسبتا خوبی برخوردار باشند.به نحوی که در ضمن سرد شدن در حمام نمک مذاب یا روغن داغ در دماهای بالا پرلیت تشکیل نشود.در رابطه با آستمپر کردن فولادهای کربنی ساده (کم کربن) که از سختی پذیری نسبتا کمی برخوردار بوده و بنابراین زمان لازم برای شروع دگرگونی در حوالی دماغه منحنی آی تی نسبتا کم است ، باید توجه داشت که فقط مقاطع نسبتا نازک‌ ( در حدود حداکثر 5 میلیمتر ) را می توان با استفاده از روش آستمپرینگ عملیات حرارتی کرد.در حالی که مقاطع نسبتا ضخیم از فولاد های آلیاژی که سختی پذیری نسبتا خوبی داشته باشند را می توان آستمپر نمود. لیکن،اگر سختی پذیری بسیار زیاد باشد ،‌زمان لازم برای دگرگونی آستنیت به بینیت نیز زیاد می شود که در این صورت عملا آستمپر کردن فولاد روش بسیار طولانی بوده و لذا اقتصادی نیست . بعضی از فولاد های ساختمانی کم آلیا‍‍‍‍‍ژ نظیر فولادهای فنر تا 10 میلیمتر ضخامت و فولاد های کربنی ساده تا حداکثر 5 میلیمتر ضخامت را معمولا آستمپر می کنند.مدت زمان نسبتا طولانی لازم برای انجام کامل دگرگونی آستنیت به بینیت کاربرد عملیات حرارتی آستمپرینگ را در رابطه با فولادهای پر آلیاژ محدود می کنند.

An example of diffusion in action: the hardening of gears Many steel components such as shafts, gears and bearings are surface-hardened. It is useful to have a hard surface to resist wear, whilst at the same time having a soft core which is tough and hence can resist the propagation of cracks. A hard surface also reduces the risk of fatigue cracks initiating at the free surface due to cyclic stresses. The chemical composition of the surface can be altered by the diffusion of carbon and/or nitrogen during carburizing or carbo-nitriding heat treatments. Carburizing is a process in which the carbon concentration of the surface is increased by inward diffusion at a temperature where the steel is in the austenite phase field (about 900oC); the diffusion flux is driven by conducting the heat treatement in an environment in which the chemical potential of carbon is larger than that in the steel. This environment may be gaseous (carbon monoxide or methane) or a solid mixture of charcoal and barium carbonate. The surface carbon concentration is allowed to increase to about the eutectoid composition and the component is then quenched to transform the surface into hard martensite. This may be followed by other heat treatments which optimise the overall properties of the component. Nitriding can be carried out at lower temperatures (about 500oC) by treating the component in an atmosphere which contains ammonia (NH4). Because of the lower temperature, the heat treatment time has to be longer; this may add to expense. Carbo-nitriding is a combination of carburisation and nitriding. Komatsu manufactures a great deal of heavy equipment. One example is illustrated in Figure 1, which shows a huge truck used in the mining industry. The truck has a payload capacity of 290 tons with a flywheel of 12500 horsepower (865 kW). The size of the truck can be gauged from that of the man standing next to one of its tyres. Figure 2 Equipment like this relies on a great deal of gearing. The gears experience large loads in harsh circumstances. They have to be reliable (for example, resistant to fatigue) and must last for a long time. The properties of gears are improved by carbo-nitriding the surface regions. This is done by heat treating the gear in a gaseous atmosphere containing various combinations of CH3OH, C3H8 and NH3. This introduces carbon and nitrogen into the gear surface; the nitrogen reacts with aluminium in the steel to form nitrides (AlN). This hardens the surface and makes it more resistant to wear and fatigue. Figure 2: The optical microstructure of a carbo-nitrided surface is shown here. The darker etching region contains the carbides and nitrides responsible for the hardening. The thickness of this layer varies with the square root of time, as predicted using diffusion theory. The calculations illustrated below show the effect of a carburizing heat treatment on the properties of a gear tooth. One of the most important consequences is the introduction of compressive stresses on the surface; this leads to an improvement in the fatigue life. Notice also that the hardness of the surface is increased, which helps the gear resist wear. Figure 3