گرمای بیش از حد و سوزاندن بیش از حد دو عیب رایج در فرآوری مواد فلزی هستند و تأثیر قابل توجهی بر عملکرد و عمر مفید مواد دارند.
I. تعریف گرمای بیش از حد و پخت بیش از حد
1. گرم شدن بیش از حد
گرمای بیش از حد به مواد فلزی در فرآیند گرمایش اشاره دارد، به دلیل دمای بیش از حد بالا یا زمان نگهداری بیش از حد طولانی، و در نتیجه پدیده رشد دانه غیرعادی رخ می دهد. گرمای بیش از حد سازمان فلز درشت می شود، مرزهای دانه ضعیف می شود، خواص مکانیکی مانند استحکام، چقرمگی و سایر کاهش قابل توجه. گرمای بیش از حد معمولاً در فرآیند عملیات حرارتی، جوشکاری یا ریخته‌گری رخ می‌دهد، نقصی است که باید در پردازش مواد فلزی به شدت کنترل شود.
2. پختن بیش از حد
پخت بیش از حد یک ماده فلزی در فرآیند گرمایش است، زیرا درجه حرارت بسیار بالا و زمان نگهداری بیش از حد طولانی است که منجر به ذوب یا اکسید شدن مرزهای دانه، ایجاد فازهای شکننده یا سوراخ ها و سایر عیوب می شود. پخت بیش از حد از سازمان فلز به طور جدی آسیب دیده است، خواص مکانیکی کاهش شدید، و یا حتی به طور کامل از دست دادن استفاده از ارزش. پخت بیش از حد یک نقص حرارتی بسیار جدی است، هنگامی که رخ می دهد، اغلب دشوار است که به طور کامل خواص اصلی مواد را از طریق پردازش بعدی بازیابی کنید.
دوم، علل گرمازدگی و پخت بیش از حد
1. علل گرمای بیش از حد
- دمای حرارت دهی خیلی زیاد است: در فرآیند گرم کردن مواد فلزی، اگر دما از محدوده گرمایش طبیعی مواد بیشتر شود، دانه شروع به رشد غیرعادی می‌کند.
- زمان نگهداری بیش از حد طولانی است: در دماهای بالا برای عایق کاری طولانی مدت، دانه انرژی و زمان کافی برای رشد دارد و در نتیجه گرمای بیش از حد می شود.
- کنترل نادرست تجهیزات گرمایشی: کنترل دمای تجهیزات گرمایش دقیق نیست یا سنسور دما از کار افتاده است که در نتیجه دمای گرمایش واقعی بالاتر از دمای تنظیم شده است.
2. علل گرمای بیش از حد
- دمای گرم کردن خیلی زیاد است و زمان نگهداری خیلی طولانی است: وقتی دمای گرمایش بسیار بالاتر از نقطه ذوب یا دمای بحرانی ماده باشد و زمان نگهداری خیلی طولانی باشد، مرز دانه ذوب یا اکسید می شود.
- تأثیر وسیله گرمایشی: در برخی از وسایل گرمایشی، مانند جو حاوی گازهای اکسید کننده، مواد فلزی بیشتر مستعد پختن بیش از حد هستند.
- عوامل خود مواد: برخی از مواد فلزی به گرمای بیش از حد و احتراق بیش از حد حساس تر هستند، مانند موادی با محتوای کربن بالا یا عناصر آلیاژی.
III. اثرات گرمای بیش از حد و پختن بیش از حد
1. تاثیر بر خواص مکانیکی
- گرمای بیش از حد: گرمای بیش از حد مواد فلزی، دانه‌های درشت، مرزهای دانه‌ها ضعیف شده و در نتیجه استحکام، چقرمگی و سایر خواص مکانیکی کاهش می‌یابد. در همان زمان، گرمای بیش از حد نیز ممکن است باعث بدتر شدن انعطاف پذیری مواد شود، عملکرد پردازش کاهش می یابد.
- پخت بیش از حد: سازمان مواد فلزی بیش از حد پخته آسیب جدی دیده است، ایجاد فاز یا سوراخ های شکننده و سایر عیوب، که منجر به کاهش شدید خواص مکانیکی می شود. مواد بیش از حد پخته شده اغلب نمی توانند پردازش و استفاده معمولی را تحمل کنند و حتی ممکن است شکستگی شکننده رخ دهد.
2. اثرات بر عملکرد پردازش
- گرمای بیش از حد: مواد فلزی بیش از حد گرم شده به دلیل دانه درشت، پردازش مستعد ترک، تغییر شکل و سایر عیوب، مشکلات پردازش است.
- پخت بیش از حد: مواد فلزی بیش از حد پخته شده عملکرد ماشینکاری بسیار ضعیفی دارند و نمی توان آنها را به طور مؤثر برش داد، آهنگری کرد و سایر عملیات پردازش را انجام داد.
3. تأثیر بر عمر مفید
- گرمای بیش از حد: مواد فلزی بیش از حد گرم شده به دلیل کاهش خواص مکانیکی، عمر مفید آن کوتاه می‌شود. در دمای بالا، فشار بالا و سایر محیط‌های خشن، موادی که بیش از حد گرم شده‌اند احتمال خرابی بیشتری دارند.
- پخت بیش از حد: مواد فلزی بیش از حد پخته شده تقریباً به طور کامل ارزش استفاده را از دست داده اند، نمی توانند در برابر استفاده معمولی از بار مقاومت کنند، عمر مفید بسیار کوتاه است.
چهار، روش تصحیح گرمای بیش از حد و پخت بیش از حد
1. روش تصحیح گرمای بیش از حد
- عملیات عادی سازی: برای مواد فلزی که بیش از حد گرم شده اند، می توان از عملیات عادی سازی برای تصفیه دانه استفاده کرد. نرمال کردن درمان این است که مواد را تا دمای بحرانی بالا گرم کنید، برای مدتی پس از خنک شدن هوا نگه دارید. از طریق عملیات عادی سازی، می تواند سازماندهی بیش از حد گرم شده را از بین ببرد و ساختار دانه طبیعی و خواص مکانیکی مواد را بازیابی کند.
- درمان آنیلینگ: درمان آنیل نیز یک روش موثر برای اصلاح گرمای بیش از حد است. عملیات بازپخت عبارت است از گرم کردن مواد تا دمای معین، پس از خنک شدن با کوره برای مدتی نگه دارید. عملیات بازپخت می تواند تنش های داخلی را از بین ببرد، سختی را کاهش دهد و ماشین کاری را بهبود بخشد. بازپخت می تواند یک روش ساده برای اصلاح گرمای بیش از حد برای مواد خاصی باشد که به کارایی بالایی نیاز ندارند.
- گرم کردن و خاموش کردن مجدد: برای مواد فلزی که به سختی و استحکام بالا نیاز دارند، مانند فولاد ابزار و فولاد بلبرینگ، می توان از گرم کردن و خاموش کردن مجدد برای اصلاح گرمای بیش از حد استفاده کرد. گرم کردن مجدد شامل گرم کردن مواد تا دمای خاموش کردن، نگه داشتن آن برای مدتی و سپس سرد کردن سریع آن است. با گرم کردن مجدد و خاموش کردن، می توان سازماندهی مارتنزیتی ریز به دست آورد و سختی و استحکام مواد را بهبود بخشید.
2. تصحیح گرمای بیش از حد
- پخت بیش از حد به طور کلی نمی تواند به طور کامل اصلاح شود: پخت بیش از حد یک نقص بسیار جدی در فرآیند گرمایش مواد فلزی است، هنگامی که رخ می دهد، اغلب دشوار است که به طور کامل خواص اولیه مواد را از طریق درمان بعدی بازیابی کنید. برای موادی که بیش از حد پخته شده اند، معمولاً فقط می توان آنها را به ضایعات یا برای اهداف دیگر و اقدامات دیگر برد.
- اقدامات پیشگیرانه: از آنجایی که گرمای بیش از حد را نمی توان به طور کامل اصلاح کرد، جلوگیری از بروز گرمای بیش از حد ضروری است. در پردازش مواد فلزی، دمای حرارت و زمان نگهداری باید به شدت کنترل شود تا از دمای بیش از حد بالا یا زمان نگهداری بیش از حد طولانی جلوگیری شود. در عین حال، تعمیر و نگهداری و تعمیر تجهیزات گرمایشی باید تقویت شود تا از دقت و پایداری کنترل دما اطمینان حاصل شود. علاوه بر این، از روش هایی مانند گرمایش اتمسفر محافظ یا گرمایش با خلاء می توان برای کاهش وقوع آتش سوزی بیش از حد استفاده کرد.
