عملیات حرارتی (Heat Treatment)
عملیات حرارت دهی برای گرمایش و خنک کاری کنترل شده مواد برای تغییر ساختار مکانیکی و فیزیکی فلزات انجام می شود.
مقاومت در برابر خوردگی، سایش، استحکام و … توسط عملیات حرارتی در اجسام انجام می شود.
برای ساخت مواد غیر فلزی همانند شیشه و سرامیک و … از عملیات حرارتی استفاده می شود.
انواع عملیات حرارتی
نرمالیزیسیون
در این فرآیند، بصورت کاملا کنترل شده فلز تا دمای از پیش تعیین شده حرارت داده می شود و بعد به وسیله هوا خنک می شود.
در انتهای این فرآیند فلز ناخالصی غیرمطلوب نخواهد داشت و استحکام آن افزایش پیدا می کند.
سخت کاری
فلز در فرآیند سخت کاری در دمای بالا حرارت داده می شود، این دما حفظ می شود تا زمانی که تا نسبتی از کربن حل نشود.
در آخر فلز آب دیده می شود و با سرعت درون آب سرد می شود.
از فرآیند سخت کاری برای بهبود خواص مکانیکی فولاد استفاده می شود.
تمپر کردن (برگشت دادن)
فولاد تمپر نشده بسیار سخت و محکم ولی شکننده است، از عملیات تمپر کردن برای نرمی و تورق پذیری فولاد استفاده می شود.
آنیل کردن
در فرآیند آنیل کردن، فلز را حرارت می دهند و بعد فلز به آرامی در دمای محیط می گذارند تا سرد شود.
عملیات آنیل کردن برای نرم کردن فلز هایی مثل : فولاد، آهن، مس، نقره، برنج و … استفاده می شود.
در واقع در این فرآیند سختی ورق کاهش پیدا می کند و اینکه این روش قالب گیری و برش فلز را آسان تر می کند.
همچنین این عمل باعث افزایش رسانایی الکتریکی فلز می شود.
کوئنچ کردن
عمل کوئنچ کردن از تغییرات نامطلوبی که در فلز در دماهای پایین رخ می دهد جلوگیری می کند.
در عملیات کوئنچ کردن فلز بعد از گرم شدن به وسیله ی حرارت، در یک دما و زمان بندی معین به سرعت سرد می شود.
فلز ها در هوا و یا در آب یا روغن با توجه خواص مکانیکی مورد نظر سرد می شوند.
سرمایش (سرد سازی) cooling
در این روش فلزات بصورت سریع سرد می شوند تا خواص مکانیکی آن با محیط سازگار باشد.
در واقع روش سردسازی یکی از انواع عملیات حرارتی می باشد که فلز تا دمای تبلور و پایین تر از دمای ذوب حرارت دهی می شود.
در ادامه فلز با همین دما در مدت زمان معینی می ماند تا گرما بصورت کامل در فلز نفوذ کند، بعد فلز را در دمایی قرار می دهند که با دمای محیط همخوانی داشته باشد.
انواع محیط سرد سازی
آب
آب، یکی از سریع ترین روش های سرد کردن فلزات است، با غوطه ور کردن فلزات حرارت دیده در محفظه پر از آب و یا در بعضی موارد پاشیدن آب بر روی فلزات عملیات سرد سازی فلزات انجام می شود.
آب نمک
با استفاده از آب و نمک خنک سازی سرعت سرد سازی را بالا می برند.
زمانی که از مخلوط آب و نمک استفاده می شود، از شکل گیری حباب های هوا جلوگیری می شود.
هوا
یکی از مزایای مهم این روش، دسترسی سریع و آسان به آن است چون این ماده روی زمین، فراوان موجود است.
باید توجه داشت که اگر مسئله ی سرعت بخشیدن به عمل سرمایش در اولویت باشد باید از هوای پر فشار در اطرف فلز به جای هوای ساکن استفاده کرد.
البته باید توجه داشت که با وجود استفاده از هوای فشرده، سرمایش فلز با سرعت بالایی انجام نمی شود و این کار فقط باعث تغییر خواص مکانیکی فلز می شود.
روغن
در این روش فلز حرارت دیده را در محفظه روغن فرو می برند و یا روغن را روی فلز می پاشند.
روغن نسبت به هوا، سرعت سرمایش فلز را به مراتب افزایش می دهد.
البته باید توجه داشت که هر نوع روغن، سرعت سرد سازی متفاوتی دارد.
عملیات سرد سازی قطعات در محیط های مختلفی انجام می شود، برای انتخاب محیط، باید عوامل مختلفی را در نظر گرفت همانند : وزن قطعات، سختی پذیری قطعات و …
