برگشت دادن: تفاوت میان نسخهها
بدون خلاصۀ ویرایش |
ویرایش بهوسیلهٔ ابرابزار: |
||
خط ۵۱: | خط ۵۱: | ||
|۲۲ |
|۲۲ |
||
|۹۵ (بر حسب HRB) |
|۹۵ (بر حسب HRB) |
||
| rowspan="3" |نرماله شده در دمای |
| rowspan="3" |نرماله شده در دمای ۹۰۰ درجه سلسیوس، کوئنچ شده در آب از دمای ۸۳۰–۸۴۵ درجه سلسیوس، نقطه شبنم متوسط ۱۶ درجه سلسیوس |
||
|- |
|- |
||
|۱۰۴۰ |
|۱۰۴۰ |
||
خط ۹۰: | خط ۹۰: | ||
|۲۲ |
|۲۲ |
||
|۱۶ |
|۱۶ |
||
|نرماله شده در دمای |
|نرماله شده در دمای ۹۰۰ درجه سلسیوس، کوئنچ شده در آب از دمای ۸۰۰–۸۱۵ درجه سلسیوس، نقطه شبنم متوسط ۱۶ درجه سلسیوس |
||
|- |
|- |
||
|۴۱۳۰ |
|۴۱۳۰ |
||
خط ۱۰۳: | خط ۱۰۳: | ||
|۲۶ |
|۲۶ |
||
|۲۲ |
|۲۲ |
||
| rowspan="2" |نرماله شده در دمای |
| rowspan="2" |نرماله شده در دمای ۸۸۵ درجه سلسیوس، کوئنچ شده در آب از دمای ۸۰۰–۸۵۵ درجه سلسیوس، [[نقطه شبنم]] متوسط ۱۶ درجه سلسیوس |
||
|- |
|- |
||
|۸۶۳۰ |
|۸۶۳۰ |
||
خط ۱۳۰: | خط ۱۳۰: | ||
|۳۵ |
|۳۵ |
||
|۳۱ |
|۳۱ |
||
| rowspan="2" |نرماله شده در دمای |
| rowspan="2" |نرماله شده در دمای ۸۷۰ درجه سلسیوس، کوئنچ شده در روغن از دمای ۸۳۰–۸۴۵ درجه سلسیوس، [[نقطه شبنم]] متوسط ۱۶ درجه سلسیوس |
||
|- |
|- |
||
|۳۱۴۰ |
|۳۱۴۰ |
||
خط ۱۵۵: | خط ۱۵۵: | ||
|۳۱ |
|۳۱ |
||
|۲۸ |
|۲۸ |
||
|نرماله شده در دمای |
|نرماله شده در دمای ۸۷۰ درجه سلسیوس، کوئنچ شده در روغن از دمای ۸۳۰–۸۷۰ درجه سلسیوس، [[نقطه شبنم]] متوسط ۱۳ درجه سلسیوس |
||
|} |
|} |
||
نسخهٔ ۷ دسامبر ۲۰۲۰، ساعت ۰۶:۴۲
برگشت دادن یا تمپر کردن (به انگلیسی: Tempering) یک عملیات حرارتی است که در آن فولاد سختکاری یا نرماله شده، معمولاً تا دمایی کمتر از دمای بحرانی پایین (Ac1) گرم شده و با نرخ مناسبی خنک میشود. این کار عمدتاً برای افزایش شکلپذیری و چقرمگی انجام میشود، اما میتواند با هدف افزایش اندازه دانههای ماتریس نیز انجام شود. فولادها پس از سختکاری به این دلیل توسط گرمایش مجدد تمپر میشوند که ترکیب خاصی از خواص مکانیکی ایجاد گردد و همچنین تنشهای ایجاد شده از عملیات کوئنچینگ آزاد شده و پایداری ابعادی ایجاد گردد. معمولاً اگر قطعه ای از دمایی بالاتر از دمای بحرانی بالا کوئنچ شود آن را تمپر میکنند، با این حال ممکن است از این عملیات برای تنش زدایی قطعات جوشکاری شده یا آزادسازی تنشهای القاشده توسط فرایندهایی مانند شکل دهی و ماشینکاری نیز انجام شود.[۳]
در یک فولاد که توسط کوئنچ کردن ریزساختاری عمدتاً مارتنزیتی در آن ایجاد شدهاست، شبکه آهن ساختاری تتراگونال مرکز-بدنی به شدت کشیده شده دارد (مارتنزیت) و دارای اتمهای کربن بینابینی است، و همین موضوع باعث بالا رفتن سختی فولادهای کوئنچ شده، میشود. در هنگام گرم شدن، اتمهای کربن به راحتی پخش شده و در مراحل مختلفی واکنش میدهند تا در نهایت کاربید آهن (Fe3C) یا سایر کاربیدهای آلیاژی در یک ماتریس فریتی شکل بگیرد که با گذشت زمان تنش آن کاهش مییابد. خواص فولاد تمپرشده در درجه اول از روی اندازه، شکل، ترکیب و توزیع کاربیدهای تشکیل شده، تعیین میشود، البته سختکاری محلول-جامد فریت نیز سهم نسبتاً کمی در خواص فولاد تمپر شده دارد. این تغییرات در میکروساختار باعث کاهش سختی، استحکام تسلیم، و استحکام نهایی شده، اما چقرمگی و شکلپذیری را افزایش میدهد.[۳]
در شرایط خاصی، سختی ممکن است تحت تأثیر تمپرینگ قرار نگیرد یا حتی ممکن است در اثر آن افزایش یابد. به عنوان مثال، تمپرکردن یک فولاد سخت شده در دمای تمپرینگ بسیار پایین ممکن است تغییری در سختی ایجاد نکند اما باعث افزایش مطلوب مقاومت تسلیم شود.[۴]
همچنین، آن دسته از فولادهای آلیاژی که حاوی یک یا چند عنصر تشکیل دهنده کاربید هستند (کروم، مولیبدن، وانادیم و تنگستن) قادر به سخت شدن ثانویه هستند، یعنی ممکن است در اثر تمپرینگ تا حدی سخت شوند.
تاریخچه برگشت دادن
برگشت دادن یک عملیات حرارتی باستانی است. قدیمیترین نمونهٔ مارتنزیت تمپر شده یک تبر است که در جلیل یافت شدهاست، که مربوط به ۱۱۰۰ تا ۱۲۰۰ سال قبل از میلاد است.[۵] این فرایند در سراسر جهان، از آسیا تا آفریقا استفاده میشدهاست. در مدت زمان روشهای بسیاری برای خنک کردن قطعه برای کوئنچ کردن آن امتحان شدهاند، مانند کوئنچ کردن با پیشاب، خون یا فلزاتی مانند جیوه یا سرب، اما فرایند برگشت دادن نسبتاً در طول زمان تغییری نکردهاست. این فرایند اغلب با کوئنچ کردن اشتباه گرفته میشده و یک اصطلاح برای توصیف هر دو فرایند مورد استفاده بودهاست. در سال ۱۸۸۹ میلادی، سر ویلیام چندلر رابرتز آستین نوشتهاست :"هنوز لغات "آب دیدن"،"برگشت دادن" و"سخت کردن"، حتی در نوشتههای منابع برجسته، گیج کننده هستند. من برگشت دادن را به عنوان نرم کردن معرفی میکنم."[۶]
متغیرهای اصلی
متغیرهای مرتبط با تمپرینگ که بر ریزساختار و خصوصیات مکانیکی یک فولاد تمپرشده تأثیر میگذارند عبارتند از:[۳]
- دمای تمپرینگ
- زمان نگهداری قطعه در دما
- نرخ خنک کاری از دمای تمپرینگ
- ترکیب شیمیایی فولاد، شامل درصد کربن، درصد عناصر آلیاژی و سایر عناصر
فرایند تمپرینگ وابستگی زیادی به رابطه دما و زمان دارد. انتخاب نامناسب این متغیرهای فرایند میتواند باعث تردی ناشی از تمپرینگ، تنش زدایی ناکارامد، خواص مکانیکی نامطلوب، و تبدیل آستنیت باقی مانده شود. دما و زمان همچنین متغیرهای وابسته به هم هستند. در داخل محدوده، کاهش دما و افزایش زمان میتواند نتایج مشابهی با افزایش دما و کاهش زمان داشته باشد. با این حال باید توجه داشت که تغییرات جزئی در دما میتواند تأثیر زیادی بر روی فرایند تمپرینگ داشته باشد در حالیکه تغییرات جزئی در زمان تأثیر چندانی بر روی فرایند ندارد.[۴]
مانند بسیاری از فرآیندهای عملیات حرارتی دیگر، «درجه حرارت تمپرینگ» بسیار مهمتر از «زمان تمپرینگ» است. توزیع و اندازه کاربیدها به شرایط تمپرینگ بستگی دارد. به عنوان مثال، در دماهای تمپرینگ پایین، ریزساختار هنوز مارتنزیتی است، و ساختار سوزنی (acicular needle) آن، با شروع کاربیدها، از نوک آن شروع به گرد شدن میکند. در مقابل، یک ماتریس فریتی با پراکندگی خوب کاربیدها نتیجه نهایی تمپرینگ دما-بالا است. از ریزساختار حاصل اغلب به عنوان «مارتنزیت تمپرشده» یاد میشود با اینکه ریزساختار فولادهای تمپرشده معمولاً حاوی مارتنزیت نیست.[۴]
در جدول زیر اثر دمای تمپرینگ مختلف بر روی میزان سختی برخی فولادهای کوئنچ شده آورده شدهاست (برای جدول کامل به مرجع رجوع کنید.[۴]):
سختی، بر حسب HRC، پس از ۲ ساعت تمپرینگ در دمای (بر حسب درجه سلسیوس): | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
گرید | درصد کربن | ۲۰۵ | ۲۶۰ | ۳۱۵ | ۳۷۰ | ۴۲۵ | ۴۸۰ | ۵۴۰ | ۵۹۵ | ۶۵۰ | عملیات حرارتی |
فولادهای کربنی، سختکاری شونده در آب | |||||||||||
۱۰۳۰ | ۰٫۳ | ۵۰ | ۴۵ | ۴۳ | ۳۹ | ۳۱ | ۲۸ | ۲۵ | ۲۲ | ۹۵ (بر حسب HRB) | نرماله شده در دمای ۹۰۰ درجه سلسیوس، کوئنچ شده در آب از دمای ۸۳۰–۸۴۵ درجه سلسیوس، نقطه شبنم متوسط ۱۶ درجه سلسیوس |
۱۰۴۰ | ۰٫۴ | ۵۱ | ۴۸ | ۴۶ | ۴۲ | ۳۷ | ۳۰ | ۲۷ | ۲۲ | ۹۴ (بر حسب HRB) | |
۱۰۵۰ | ۰٫۵ | ۵۲ | ۵۰ | ۴۶ | ۴۴ | ۴۰ | ۳۷ | ۳۱ | ۲۹ | ۲۲ | |
فولادهای آلیاژی، سختکاری شونده در آب | |||||||||||
۳۱۳۰ | ۰٫۳ | ۴۷ | ۴۴ | ۴۲ | ۳۸ | ۳۵ | ۳۲ | ۲۶ | ۲۲ | ۱۶ | نرماله شده در دمای ۹۰۰ درجه سلسیوس، کوئنچ شده در آب از دمای ۸۰۰–۸۱۵ درجه سلسیوس، نقطه شبنم متوسط ۱۶ درجه سلسیوس |
۴۱۳۰ | ۰٫۳ | ۴۷ | ۴۵ | ۴۳ | ۴۲ | ۳۸ | ۳۴ | ۳۲ | ۲۶ | ۲۲ | نرماله شده در دمای ۸۸۵ درجه سلسیوس، کوئنچ شده در آب از دمای ۸۰۰–۸۵۵ درجه سلسیوس، نقطه شبنم متوسط ۱۶ درجه سلسیوس |
۸۶۳۰ | ۰٫۳ | ۴۷ | ۴۵ | ۴۳ | ۴۲ | ۳۸ | ۳۴ | ۳۲ | ۲۶ | ۲۲ | |
فولادهای آلیاژی، سختکاری شونده در روغن | |||||||||||
۱۳۴۰ | ۰٫۴ | ۵۷ | ۵۳ | ۵۰ | ۴۶ | ۴۴ | ۴۱ | ۳۸ | ۳۵ | ۳۱ | نرماله شده در دمای ۸۷۰ درجه سلسیوس، کوئنچ شده در روغن از دمای ۸۳۰–۸۴۵ درجه سلسیوس، نقطه شبنم متوسط ۱۶ درجه سلسیوس |
۳۱۴۰ | ۰٫۴ | ۵۵ | ۵۲ | ۴۹ | ۴۷ | ۴۱ | ۳۷ | ۳۳ | ۳۰ | ۲۶ | |
۵۱۵۰ | ۰٫۵ | ۵۷ | ۵۵ | ۵۲ | ۴۹ | ۴۵ | ۳۹ | ۳۴ | ۳۱ | ۲۸ | نرماله شده در دمای ۸۷۰ درجه سلسیوس، کوئنچ شده در روغن از دمای ۸۳۰–۸۷۰ درجه سلسیوس، نقطه شبنم متوسط ۱۳ درجه سلسیوس |
جستارهای وابسته
- عملیات حرارتی
- بازپخت کامل
- کربندهی سطحی
- آنیلینگ جهت کروی کردن سمنتیت (کروی کردن)
- نرماله کردن (نرمالیزاسیون)
- کوئنچکردن
- آنیل کردن مرحلهای
منابع
- ↑ Light, its interaction with art and antiquities By Thomas B. Brill - Plenum Publishing 1980 Page 55
- ↑ Andrews, Jack (1994). New Edge of the Anvil: a resource book for the blacksmith. pp. 98–99
- ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ ۳٫۲ ASM International. Handbook Committee (۱۹۹۰). ASM Handbook, Volume 4. شابک ۰-۸۷۱۷۰-۳۷۹-۳.
- ↑ ۴٫۰ ۴٫۱ ۴٫۲ ۴٫۳ ۴٫۴ Jon L. Dossett, George E. Totten (۲۰۱۳). ASM Handbook: Steel heat treating, fundamentals and processes. Volume 4A. ASM International. صص. ۳۲۷.
- ↑ Tool steels By George Adam Roberts, George Krauss, Richard Kennedy, Richard L. Kennedy - ASM International 1998 Page 2
- ↑ "Roberts-Austen, Sir William Chandler (1843–1902)". Oxford Dictionary of National Biography. Oxford University Press. 2018-02-06.