چه عملیاتی برای نرماله کردن فولاد انجام می‌شود؟

یکی از روش‌های رایج عملیات حرارتی فولاد، نرماله کردن است. در این روش برای اصلاح ساختار قطعات فولادی از نرمالینگ (Normalizing) استفاده می‌شود. اگر از عملیات نرماله کردن استفاده نشود، این احتمال وجود دارد که فولاد در شرایط کاری خوب عمل نکرده و باعث وارد آورن خسارات جبران ناپذیری شود.

چه عملیاتی برای نرماله کردن فولاد انجام می‌شود؟

آستینه کردن به عملیات حرارت دادن آهن یا آلیاژ پایه آهن تا رسیدن آن به دمای تغییر ساختار کریستالی از فریت به آستنیت گفته می‌شود. نرماله کردن شامل این فرآیند بوده و سپس فولاد سرد می‌شود. برای آستینه کردن باید فولاد تا دمای بیشتر از تبلور ماده حرارت داده شود. دمایی که در آن مذاب فولاد تبدیل به بلور جامد می‌شود را دمای بلوری شدن فولاد می‌گویند. برای ساخت ساختاری آستینه نمونه مدت زمانی را در کوره قرار می‌گیرد و پس از خروج از کوره در مجاورت هوای سرد قرار داده خواهد شد. برای بررسی مطالب زیر در این مقاله همراه ما باشید:

  • کاربردهای نرماله کردن در صنعت
  • تفاوت عملیات نرمالینگ و آنیلینگ

نرماله کردن فولاد

کاربردهای نرماله کردن در صنعت

  • فولادهای ریخته گری شده

ساختار این دسته از فولادها درشت است زیرا پس از ریخته گری به سرعت در مجاورت هوای سرد قرار داده شده و به شکل فریت سوزنی شکل هستند. عملیات حرارتی نرماله کردن که در دمای 780 الی 950 درجه سانتی گراد انجام می‌شود، می‌تواند این ساختار نامطلوب برای فولادهای آلیاژی و غیر آلیاژی با 0.3 الی 0.6 درصد کربن ریخته گری شده را برطرف نماید.

  • فولاد نورد گرم شده

به دلیل کشیده شدن دانه‌ها در جهت نورد پس از اجرای نورد گرم، خواص مکانیکی در جهت‌های مختلف عموما متفاوت است. از همین رو برای یکسان کردن خواص و برطرف نمون این خواص متعدد در جهت‌های مختلف از نرماله کردن استفاده می‌شود.

  • فولادهای فورج شده در دمای بالا

از آنجایی که نرخ سرد شدن مقاطع در اندازه‌های مختلف، متفاوت است معمولا ساختار غیر یکنواختی برای قطعات با اندازه‌های مختلف ایجاد می‌شود. از همین رو با نرماله کردن می‌توان ساختار یکنواختی در این قطعات ایجاد نمود.

بیشتر قطعاتی که تولید می‌شوند، از لحاظ جزییات و ضخامت متفاوت هستند. سرعت سرد شدن در ضخامت‌های مختلف نیز متفاوت است. از همین رو قطعاتی که به روش فورج تولید می‌شوند، اغلب تکراری هستند. معمولا ساختارهای آن‌ها غیریکنواخت است و خواصی که هر قطعه دارد با سایر قطعه‌ها متفاوت خواهد بود. نرماله کردن قطعات فولادی باعث می‌شود که ساختار آن‌ها متعادل شود. هدف از نرماله کردن قطعات فولادی علاوه بر افزایش یافتن سختی، تعدیل ساختار ماده است. نرماله کردن پس از نورد موجب بهبود ساختار قطعات فولادی خواهد شد. دانه‌های ماده ضمن کشیده شدن در جهت نورد، به ساختار یکنواختی دست پیدا خواهند کرد. علاوه بر این بهبود دندریت‌های ایجاد شده پس از انجماد غیر تعادلی قطعات ریخته گری نیز به کمک نرماله کردن انجام می‌شود.

کاربردهای نرماله کردن در صنعت

تفاوت عملیات نرمالینگ و آنیلینگ

عملیات حرارتی نرمالینگ و آنیلینگ مشابه هستند اما با وجود شباهت‌هایی که دارند در برخی خواص با یکدیگر متفاوت هستند. از همین رو موجب می‌شود تا ویژگی‌های متفاوتی نیز برای فولاد رقم خورد. تفاوت قطعات فولادی حرارت داده شده توسط این دو روش به صورت زیر است.:

نرمالینگ و آنیلینگ از لحاظ سرعت سرد کردن با یکدیگر متفاوت هستند. آنیلینگ یا سرد کردن قطعات فولادی در کوره رخ می‌دهد. سرعت سرد شدن در هوا از داخل کوره بیشتر است. این امر موجب می‌گردد تا سختی قطعه نرماله شده نسبت به قطعه آنیل شده بیشتر باشد. اگر سرعت سرد شدن بالا باشد، دانه‌ها رشد نخواهند کرد. از همین رو ساختار قطعه آنیل شده در مقایسه بر قطعه نرمال شده نرم‌تر و انعطاف پذیرتر است. 

اگر بخواهید سختی قطعه فولادی بیشتر شود باید ابتدا دانه‌های ساختار را با نرماله کردن ریز کنید. نرماله کردن آخرین فرآیندی نیست که بر روی قطعه انجام می‌شود.

عملیات حرارتی نرمالینگ برای بهبود یافتن ساختار قطعاتی ایجاد می‌گردد که به روش ریخته گری تولید می‌شوند. آنیلینگ نیز برای از بین بردن تنش‌های باقیمانده در اثر نورد سرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

قسمت‌های مختلف نمونه که در هوا خنک می‌شوند، سرعت خنک سازی متفاوتی دارند. ابعاد قطعه نیز بر میزان خنک کننده تأثیر می‌گذارد. این ممکن است در بعضی موارد مطلوب نباشد. تفاوت در میزان خنک سازی در قطعات بزرگ باعث ایجاد تنش‌های گرمایی می‌شود. همچنین استفاده از این روش برای عملیات حرارتی قطعات کوچک و نازک ، باعث ایجاد ساختار مارتنزیت به جای پرلیت خواهد شد. مارتنزیت یک ساختار نامتعادل است که با سرعت خنک سازی بالا اتفاق می افتد.

نرماله کردن فولاد هیپوئوتکتوئید در دمای بالاتری نسبت به آنیلینگ انجام می‌شود. بنابراین، ساختار آستنیت و توزیع عناصر آلیاژی در مقایسه با آنیلینگ یکنواخت تر خواهد بود. دمای بالا باعث می‌شود که فریت آستنیتی بیشتری برای فولادهای هیپوئوتکتوئید و کاربیدهای شکستگی و رسوب آنها در مرز دانه برای فولادهای هیپریوتروکتوئید ایجاد شود.

 

منبع تامین محتوای فولاد24

دیدگاه ها