در این مقاله به فرایند آنیل کردن و یا بازپخت فلزات می پردازیم .در این عملیات به فلز حرارتی وارد می شود که بالاتر از دمای کریستالیشن یعنی تبلور یا بلور سازی باشد و این حرارت مناسب باید در یک مدت زمان استاندارد و مناسب انجام شود و در مرحله بعد به آرامی خنک شود. که اصطلاحاً Recrystallize گویند.
در بسیاری از آلیاژها از جمله فولاد پرکربن، اندازه دانه و ترکیب فاز دانه کریستال که در آخر منجر به خواص فیزیکی و شیمیایی محصول نهایی خواهد شد، به مقدار گرمای وارد شده و سرعت خنک شدن بستگی دارد.
انواع فرآیندهای آنیل کردن:
آنیل کردن دارای انواع گوناگونی می باشد که هر زمان که عنوان خاصی برای آن در نظر گرفته نشود منظور بازپخت کامل می باشد که در آهن آلیاژ آهنی تا بالاتر از دمای استحاله گرم شده و سپس به آرامی در داخل کوره سرد شده و کاملاً نرم می شود و جهت هر فولاد دارای سیکلی مشخصی می باشد.
جهت آلیاژهای غیر آهنی با ترکیب و ساختار مربوط به خود، عملیات بازپخت برای اهداف زیر انجام می شود:
- 1- حذف کامل یا جزیی اثرات کار سرد (احتمال رخ دادن تبلور مجدد)
- 2- آمیخته شدن کامل رسوبات به صورت ذرات درشت
- 3- رسوب ذرات از محلول جامد
انواع عملیات بازپخت:
نرمالیزاسیون(Normalizing )
در این عملیات، آلیاژهای آهنی تا بالاتر از دمای استحاله Ac3 گرم شده و بعد در هوای آزاد سرد می شود. ساختار و خواص فولادهای کم کربن در این عملیات، مشابه عملیات باز پخت کامل Full Annealing بوده اما نکته قابل توجه اینکه نتیجه عملیات نرمالیزاسیون و بازپخت برای همه آلیاژهای آهنی یکسان نمی باشد.
آنیل فرآیند
که به آن آنیل میانی نیز می گویند موجب نگهداری و حفظ شکل پذیری قطعه کار سرد شده می شود تا حین کار ترک نخورد. قطعه تا دمای آستینته شدن گرم شده و تا زمانی که تنش ها در آن کاهش یابند نگه داری می شود و سپس در کوره خنک می شود. در ادامه قطعه برای کار سرد بعدی آماده است.
بازپخت کامل
با این عملیات، آنیل کامل خاصیت شکل پذیری ماده افزایش یافته و ساختار یکنواختی با خواص دینامیکی خوب حاصل می گردد.
علت عملیات حرارتی در فولادها
دلایل زیادی جهت تولید فولادهایی با خاصیت‌های مختلف وجود دارد.
- ساختار کریستالی گاما در آهن Fcc
- ساختار کریستالی آلفا، Bcc
ساختار Fcc بدلیل داشتن تراکم شبکه بالاتر و تعداد سیستم‌های لغزش بیشتر در دمای محیط، برای ما نسبت به ساختار Bcc مطلوب‌تر است. بنابراین می‌توان گفت، تغییر فاز کریستالی آهن از آلفا به گاما یکی از علل اعمال عملیات حرارتی بر روی یک قطعه است.
این کار با عملیات حرارتی مختلف صورت می‌پذیرد که البته انتخاب دماهای مناسب به مقدار زیادی به درصد کربن وابسته است. از این رو یکی از عواملی که میزان سختی و مقاومت فولادها را تحت تاثیر قرار می‌دهد، میزان کربن استفاده شده در آن‌ها است.
فرآیند خنک سازی در آنیلینگ:
فرآیند خنک سازی باید بسیار آرام صورت گیرد تا یک ریز ساختار مطلوب ایجاد گردد و نتیجه آن حداکثر نرم شدن است. گاهی اوقات این امر به وسیله فروبردن فولاد داغ در شن و ماسه، خاکستر یا سایر موادی که هدایت گرما و حرارت کمی دارند انجام می شود. بعضی اوقات نیز کوره خاموش می شود و اجازه داده می شود تا فولاد در داخل کوره به آرامی خنک و به دمای طبیعی محیط برسد.
کاربرد آنیلینگ:
1- افزایش انعطاف پذیری فلزات(نرم کردن فلز جهت شکل دهی به فلز در حالت سرد)
2- بهبود ماشین کاری
3- افزایش خواص رسانایی و هدایت الکتریکی
اگر بخواهیم فلز تردی را در دمای پایین، تحت تغییرشکل قرار دهیم، با اعمال تنش، خیلی سریع می‌شکند. با انجام عملیات آنیل بر روی قطعه مورد نظر می‌توان این عیب را برطرف کرد.
قابل ذکر است که برای فلزاتی مانند برنج، آلومینیوم و مس نیز می‌توان عملیات بازپخت را انجام داد.
همان‌طور که می‌دانید طی فرآیند آنیل کردن دمای تعیین شده برای فلز دمای خاصی است که فلز را در آن دما نگه می‌دارند. در این شرایط عیوبی که تغییر شکل‌پذیری فلز را محدودیت کرده است، رفع می‌گردد؛ سپس فلز در یک دوره زمانی خاص در آن حالت نگهداری می‌شود بعد از آن دمای فلز کاهش می‌یابد.
منبع:گروه تأمین محتوای فولاد24