فولاد عملیات حرارتی

فولادهای عملیات حرارتی دارای عناصر آلیاژی گوناگون و خواص مکانیکی متفاوت هستند. از این رو از آن‌ها در تولید قطعات با طول بلند در ماشین آلات، میلگردهای صنعتی و … استفاده می‌کنند. خدمات عملیات حرارتی فولاد گوناگون، موجب ساخت انواع آن اعم از فولاد عملیات حرارتی پذیر ck45، Mo40، ck55، 1.6582، 1.7218 و … می‌شود. بدون شک نرخ هر کدام از انواع عملیات حرارتی متفاوت بوده که شما برای اطلاع دقیق از نرخ فولاد عملیات حرارتی می توانید با کارشناسان وبسایت ثامن تجارت در تماس باشید. همچنین می توانید در باب ضریب انبساط حرارتی فولاد، ضریب انبساط حرارتی فولاد st37، سختی اولیه ck45 وسایر خدمات عملیات حرارتی با کارشناسان ما صحبت کنید تا مناسب ترین فولاد صنایع را خریداری کنید.

معرفی فولاد عملیات حرارتی

فولادهای عملیات حرارتی (Heat Treatable Steels) از جمله فولاد‌های است که فقط با فرایند یک سیکل گرمایش و سرمایش معروف به عملیات حرارتی، دچار تغییرات فازی و خواص برای فولاد مورد نظر می‌شود و هیچ تغییری در ترکیب شیمیایی فولادهای قابل عملیات حرارتی صورت نمی‌گیرد. با توجه به اینکه ضریب هدایت حرارتی فلزات و تنش حرارتی در مقاومت مصالح متغیر است، با توجه به محل به کارگیری فولاد ها باید حتما به مواردی از قبیل: ضریب انتقال حرارت فولاد و ضریب هدایت حرارتی فلزات توجه داشته باشید.

هر کدام از فولادهای قابل عملیات حرارتی با توجه به کاربردشان دارای عناصر آلیاژی همچون: کروم، منگنز، مولیبدن و نیکل هستند که از بارزترین عناصر این دسته از فولادها، دارا بودن مقدار بالای از عنصر کربن برای سختی بیشتر است.

خدمات عملیات حرارتی بر روی فولادهای عملیات حرارتی با هدف افزایش خواص ماشین‌کاری، سختی، فرم‌پذیری، مقاومت به سایش و پالایش دانه و حذف تنش باقی مانده استفاده می‌شود و انواع روش های عملیات حرارتی فولاد شامل: نرماله کردن، سخت‌کاری، کوئنچ-تمپر و آنیلینگ است. در مقاله ای دیگر تفاوت های آهن، فولاد و چدن را ذکر کرده ایم.

انواع فولاد عملیات حرارتی

فولادهای عملیات حرارتی پذیر زیادی وجود داشته که قابلیت استفاده از انواع عملیات حرارتی فولاد بر روی آن‌ها امکان‌پذیر است. انواع فولادهای عملیات حرارتی براساس ترکیبات شیمیایی در دو نوع فولاد ساده کربنی و فولاد آلیاژی قرار می‌گیرد. فولاد کربنی همچون: فولاد ck45، ck55 و ck22 دارای عناصر آلیاژی نبوده و فولاد آلیاژی مانند: Mo40 و VCN دارای عناصر آلیاژی کمی هستند. به طور کلی فولادهای قابل عملیات حرارتی موجود در سایت ثامن تجارت شامل موارد زیر است:

• فولاد ck45
• فولاد ck55
• فولاد Mo40
• فولاد عملیات حرارتی 1.7218
• فولاد قابل عملیات حرارتی 1.6582
• و … .

فولاد ck45

میزان کربن آن بین 0.4 تا 0.5 درصد است که از جمله فولادهای کربن متوسط محسوب می‌شود و از این رو عملیات جوشکاری آن سخت بوده و باید به از یک جوشکار حرفه‌ای کمک گرفت. اما فولادهای عملیات حرارتی ck45 یا فولاد 1.1191 دارای قابلیت ماشین‌کاری و مقاومت کششی مطلوبی است.

فولاد Mo40

فولاد قابل عملیات حرارتی Mo40 با نام فولاد آلیاژی AISI 4140 در بازار موجود است که قیمت فولاد Mo40 براساس ضخامت، کشور تولیدکننده و وزن آن متفاوت می‌باشد. از مهم‌ترین ویژگی‌های آن مقاومت به سختی و استحکام بالا به دلیل وجود عناصر مولیبدن و کروم در فولاد AISI 4140 است.

فولاد قابل عملیات حرارتی 1.7218

در زمان خرید فولاد عملیات حرارتی پذیر 1.7218 می‌توانید آن را در انواع مقاطع ورق و میلگرد تهیه کنید. این محصول به دلیل داشتن ویژگی‌های چون سختی‌پذیری و مقاومت سایشی در ساخت قطعات وسایل نقلیه استفاده می‌شود.

فولاد عملیات حرارتی پذیر ck55

قابلیت جوشکاری، مقاومت در برابر خوردگی کم و مقاومت سایشی موجب شده تا از فولادهای عملیات حرارتی CK55 در قطعات موتور و ماشین آلات استفاده می‌کنند.

فولاد 1.7254

فولاد 1.7254 یکی از انواع فولاد‌های عملیات حرارتی مقاوم در برابر سایش متوسط است که سختی پذیری این فولاد نسبتا مناسب بوده واستحکام متوسطی نیز دارند. در واقع برای ساخت چرخ دنده و قطعات خودرو از این فولاد استفاده می‌شود.

فولاد 1.6582

فولاد 1.6582 که با نام فولاد VCN150 نیز شناخته می‌شود، دارای استحکامی بالا بوده و سختی پذیری عالی و مقاومت سایشی نسبتا خوبی نیز دارند. مطابق با استاندارد‌های جهانی، این فولاد برای ساخت محصولات فرفورژه فرموله شده است و در کنار رسانایی الکتریکی بالا، هدایت حرارتی نسبتا پایینی دارند.

فولاد 1.7228

فولاد 1.7228 یکی دیگر از انواع فولادی‌های عملیات حرارتی است که دارای مقاومت سایشی متوسط بوده و در کنار داشتن استحکام بالا، سختی پذیری خوبی نیز دارد. از این فولاد به دلیل داشتن استحکام بالا در جهت ساخت سازه‌های هواپیما و خودرو، شاه میله انتقال و اجزای فرمان استفاده می‌کنند.

کاربرد فولاد حرارتی پذیر

فولاد عملیات حرارتی با توجه به این که دارای استحکام بالا، انعطاف‌پذیری مطلوب، مقاومت کششی بالا و مقاومت بالا در برابر شکست در صنایع گوناگونی و ساخت قطعات مختلف کاربرد دارند. از مهم‌ترین کاربردهای فولادهای عملیات حرارتی می‌توان به تولید موارد زیر اشاره کرد:

• محورهای غیر هم‌مرکز
• قطعات دندانه‌دار
• شفت‌های صنایع سیمان
• میل لنگ
• صفحه دیسک
• شاسی اتومبیل
• پیچ‌های معمولی و استحکام بالا
• ماشین آلات مهندسی

انواع روش های عملیات حرارتی

عملیات حرارتی یکی از روش‌هایی است که فولاد را در دماهای مختلفی قرار می‌دهند و مقاومت، ضریب انبساط و… مورد بررسی قرار می‌دهند. در ادامه از سری روش‌های عملیات حرارتی و ضریب انبساط فولاد و ضریب هدایتی را مورد بررسی قرار داده‌ایم.

عملیات حرارتی آنیل

یکی از روش‌های عملیات حرارتی، آنیل کردن است که پس از پایان یافتن تولید قطعات در راستای بهبود کیفیت، مورد استفاده قرار می‌گیرند. در واقع این عملیات به گونه ای است که ماده را حرارت داده تا به دمایی بالا برسند و در نهایت آهسته سرد می‌شوند. در واقع فولاد در دمای ۷۰۰ درجه سانتی گراد قرار می‌گیرد تا در این عملیات ماده تا دمایی بالاتر از بلوری شدن پیش برود و در نهایت آهسته سرد می‌شود. انواع روش‌های آنیلینگ عبارتند از:

• آنیل کامل: آنیلینگ کامل یا هم دما به گونه‌ای است که دمای قطعه تا حد مشخصی افزایش پیدا می‌کند و پس از مدتی به آهستگی سرد می‌شود.
• آنیل هم دما: در این روش فولاد در دو دمای مختلف حرارت می‌بیند.

عملیات حرارتی مارتمپرینگ

عملیات مارتمپرینگ یکی از فرایند‌های عملیات حرارتی است که برای افزایش خواص فولاد و آلیاژ‌های آهنی از این روش استفاده می‌شود. در واقع هدف از مارتمپرینگ این است که بتوان به تعادلی بین استحکام، سختی و چقرمگی پایدار رسید. در این عملیات با حرارت دادن به مواد تا یک دمای خاص، کوئنچ کردن آن به روشی کنترل شده انجام می‌شود و در نهایت تمپرینگ انجام می‌شود.

عملیات حرارتی همگن سازی

هدف از فرآیند عملیات حرارتی همگن سازی، یکنواخت کردن ساختارهای به دست آمده از ریخته گری می‌باشد. قطعاتی که به کمک ریخته‌ گری تولید می‌شوند، دارای ساختاری به اصطلاح دندریتی هستند که دچار جدایش موضعی و سکنواخت نشدن ترکیب شیمیایی می‌شوند. این ساختار دندانه دندانه، حاصل انجماد جهت ‌‌دار مذاب و عدم نفوذ کامل عناصر آلیاژی ناشی از عدم سرد شدن تعادلی می‌باشد. خواص قطعات در چنین حالتی، بسیار ضعیف و شکننده هستند و یکی از راه‌های اصلاح این ساختار، انجام عملیات حرارتی همگن سازی می‌باشد.

همگن سازی با حرارت دهی در محدوده دمایی پایداری آستنیت که در حدود ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی‌ گراد می‌باشد و آهسته خنک کردن در هوا و تا دمای اتاق، انجام می‌شود. زمان حرارت‌ دهی نسبت به ابعاد و ترکیب شیمیایی قطعه تعیین می‌شود.

عملیات حرارتی نرماله کردن

هدف از فرآیند نرماله کردن، ریزدانه ‌کردن و یکنواخت ‌کردن ساختار قطعه می‌باشد که قطعاتی که با کار گرم یا ریخته گری تولید می‌شوند، به عملیات نرماله کردن نیاز دارند. این عملیات حرارتی با حرارت ‌دهی در بازه مشخصی و خنک کردن در هوا صورت می‌گیرد.

دمای آستنیته کردن در این فرآیند عملیات حرارتی، برای فولادهای هیپویوتکتویید کمی بالاتر از گستره دمایی آنیل کردن است و برای فولادهای هایپریوتکتویید حدود ۵۰ درجه سانتی‌ گراد بالاتر از خط Acm می‌باشد. میکروساختار حاصل آن وابسته به ترکیب شیمیایی فولاد، همچون آنیل کردن شامل پرلیت، مخلوطی از پرلیت و فریت و یا مخلوطی از پرلیت و سمنتیت است. همچنین در نرماله کردن، قطعه در هوا سرد می‌شود و نتیجه آن، ریزدانه کردن دانه‌های درشت ایجاد شده حین کارگرم یا حین انجام و ریخته‌گری می‌باشد.

عملیات حرارتی کروی کردن

همانطور که از نام عملیات کروی کردن مشخص است، نتیجه آن ساختار کروی کاربیدها می‌باشد که در پایان این عملیات حرارتی، شاهد افزایش شکل‌ پذیری قطعه در دمای پایین بسیار هستیم. حرارت‌ دهی در فرآیند کروی کردن فولاد، در محدوده مشخصی با مدت زمان مشخصی باید انجام شود. همچنین عملیات کروی کردن، وابسته به نفوذ می‌باشد؛ بنابراین در انتخاب دما و زمان عملیات حرارتی آن باید به دقت و متناسب با ترکیب شیمیایی قطعه و ابعاد آن تصمیماتی گرفته شود.

عملیات حرارتی تنش گیری

برای انجام عملیات تنش گیری، حرارت دهی در بازه ۵۰۰ تا ۶۵۰ درجه سانتی گراد صورت می‌گیرد. این فرآیند با هدف حذف تنش‌های پسماند ایجاد شده در قطعه انجام می‌شودد. تنش‌های پسماند در یک قطعه فولادی می‌توانند ناشی از کار سرد، شوک حرارتی یا فرآیندهای مکانیکی باشند. تنش‌های داخلی قطعه ممکن است منجر به تاب برداشتن، ترک خوردن یا انهدام قطعات در تنش‌های به مراتب کمتر از سطح تنش طراحی‌شده، شوند.

از جمله منابع تنش‌های داخلی شامل موارد زیر می‌باشند.

• انواع جوشکاری
• ماشینکاری و کار سرد
• نایکنواخت سردشدن نقاط مختلف قطعه هنگام کاهش دما از ناحیه آستنیت

در حقیقت، برای حذف یا کاهش تنش‌های باقی‌مانده از عملیات حرارتی قبلی، قطعه را برای مدت زمان مشخصی در دمایی زیر دمای بحرانی Ac1 نگهداری می‌کنند. زمان وابسته به دما و ابعاد قطعه وابسته می‌باشد و برای جلوگیری از ایجاد تنش‌های حرارتی جدید، حرارت‌ دهی و سردکردن آن در این فرایند باید به آهستگی اجرا شوند.

ضریب انبساط حرارتی فولاد

این ضریب حرارتی نشان دهنده تغییر طول یک ماده در ازای دما است. هر یک از انواع فولاد‌ها دارای ضریب انبساط حرارتی مختلفی هستند که ضریب انبساط حرارتی خطی فولاد تقریبا در محدوده ۱۰-۶ تا ۱۳-۶ درجه سانتی گراد است که با افزایش دما، طول فولاد افزایش پیدا کرده و با کاهش دما، فولاد انقباض پیدا کرده و طول آن نیز کاهش پیدا می‌کند.

ضریب هدایت حرارتی فولاد

ضریب هدایت حرارتی برای توانایی یک ماده برای انتقال حرارت است و ضریب هدایتی وابسته به نوع فولاد، ترکیبات شیمیایی و درجه حرارت مورد نظر می‌باشد. معمولا فولاد‌ها ضریب هدایت حرارتی خوبی دارند و برای انتقال حرارت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تفاوت فولاد CK45 با C45

برای فولادهای دارای کربن از حرف C برای اسم‌گذاری آن‌ها استفاده می‌کنند و در تمامی آن‌ها، این عنصر کاربرد دارد. از جمله تفاوت فولادهای عملیات حرارتی ck45 با c45 با توجه به مقدار فسفر و گوگرد به شرح زیر است:

1. زمانی که میزان فسفر و گوگرد کمتر از 45 درصد بوده، فولاد از نوع کیفی است و هیچ حرفی بعد از حرف C قرار نمی‌گیرد.
2. هنگامی که مقدار فسفر و گوگرد کمتر از 35 درصد بوده، فولاد قابل عملیات حرارتی از نوع نجیب است و حرف K بعد از حرف C قرار می‌گیرد.

قیمت فولاد عملیات حرارتی

به طور کلی قیمت فولاد دچار نوسان بوده و ثابت نیست. عواملی همچون: نرخ مواد اولیه، نرخ ارز و دلار، هزینه حمل و نقل، برند تولیدکننده، میزان عرضه و تقاضا و … در نرخ فولادهای عملیات حرارتی تاثیرگذار هستند. کارشناسان فروش ما در سایت ثامن تجارت آماده هستند تا ضمن دادن اطلاعات کافی در مورد انواع و کاربرد این محصول به شما، قیمت فولاد عملیات حرارتی را در اختیارتان قرار دهند. همچنین می توانید از قیمت میلگرد، قیمت لوله مانیسمان، قیمت ورق استیل و سایر محصولات مشابه نیز مطلع شده و اقدام به خرید نمائید.