آنیل کردن چیست و به چه منظور انجام می‌شود؟
قطعا اسم فرایند آنیل کردن یا بازپخت در خصوص فولادها به گوش شما هم خورده است ، اما آنیل کردن چیست؟
به صورت کلی، آنیل کردن یا بازپخت عبارت است از مجموعه روش‌های عملیات حرارتی که باعث بهبود خواص مکانیکی قطعات فولادی می‌شود.
تقریبا در اکثر قطعات فلزی، امکان شکست و خراب شدن قطعه به دلیل تنش‌های اضافی که حاصل از کار سرد است وجود دارد. در نتیجه برای جلوگیری از این مشکل، از بازپخت کمک گرفته می‌شود.
اطلاعاتی مختصر درباره عملیات حرارتی
به صورت کلی اکثر قطعات صنعتی به روش‌های مختلفی از جمله فورج تولید می‌شوند. در نتیجه با توجه به فرایند تولید، یکسری تنش‌های باقی مانده درون قطعه ایجاد می‌گردد.
دلیل به وجود آمدن تنش باقی مانده در قطعه کار سردی است که بر روی آن انجام شده است.
لازم به ذکر است که کار سرد، تغییر شکل پلاستیک در دمای پایین‌تر از دمای تبلور مجدد قطعه است.
به صورت کلی وجود تنش‌های باقی مانده درون قطعه موجب وارد شدن نیرو به قطعه و ایجاد ترک در هنگام استفاده می‌شود که در نهایت به شکست قطعه منجر می‌گردد. برای رفع این مشکل از عملیات حرارتی استفاده می‌شود.
عملیات حرارتی عبارت است از گرم کردن نمونه تحت شرایط دمایی خاص و سپس سرد کردن آن. هدف استفاده از این فرایند، بهبود خواص مکانیکی و اصلاح ساختار ماده است.
به صورت کلی سه پارامتر دما، زمان عملیات و سرعت سرد شدن در عملیات حرارتی اهمیت بالایی دارند. عملیات حرارتی انواع مختلفی دارد که مهمترین آن‌ها نرماله کردن، کروی کردن، آنیل کردن، کوئنچ و تمپر کردن هستند.
اطلاعاتی درباره فرایند آنیلینگ قطعات فولادی
همانطور که در قسمت قبل هم اشاره شد، آنیل کردن یا بازپخت جزو روش‌های عملیات حرارتی است. عموما آخرین مرحله در تولید قطعات فولادی که به منظور بهبود خواص و کیفیت قطعه انجام می‌شود، بازپخت است.
طبق تعریف، آنیل کردن عبارت است از حرارت دادن قطعه تا دمایی بیشتر از دمای بلوری شدن آن و سپس سرد کردن آهسته قطعه.
از طرفی دمای بلوری شدن، دمایی است که در آن بلورهای جامد به مذاب تبدیل می‌شوند و برعکس. دمای بلوری شدن برای فولاد چیزی در حدود 700 درجه سانتی گراد است.
هدف از فرایند آنیل کردن در قطعات فولادی، رسیدن به ساختاری با انعطاف بالا همراه با سختی کم است. همانطور که ذکر شد، پس از حرارت دادن به قطعه باید آن را به صورت آهسته سرد کرد. سرد کردن آهسته قطعات باعث می‌شود که ساختار مارتنزیتی در قطعه ایجاد نشود و در نتیجه سختی قطعه بسیار پایین باشد.
ساختار مارتنزیتی در فولادها، یک ساختار بسیار سخت است که در نتیجه سرد شدن سریع قطعه ایجاد می‌شود.
به منظور سرد شدن آهسته قطعه، کافی است پس از انجام عملیات حرارتی آنیلینگ، کوره را خاموش کنید و اجازه دهید نمونه در کوره بماند و آهسته آهسته سرد شود.
پس از سرد شدن ساختار نهایی قطعه، ساختاری پرلیتی است. پرلیت یک نوع ساختار لایه لایه است که از سمنتیت و فریت تشکیل شده است. این ساختار به شدت نرم است و انعطاف بالایی دارد.
انواع روش‌های آنیل کردن چیست؟
به صورت کلی آنیل کردن به سه شیوه انجام می‌شود: 1) آنیل کامل 2) آنیل هم دما 3) آنیل پیوسته.
فرایند آنیل کامل به این شکل است که نمونه را در کوره می‌گذارند تا دمای آن به یک محدوده خاصی برسد. پس از آن نمونه در یک زمان مشخص در دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد نگه داشته می‌شود. سپس کوره را خاموش می‌کنند تا نمونه و کوره آهسته آهسته سرد شوند.
لازم به ذکر است که میزان سرد شدن قطعه در آنیل کامل، حدود 0.02 درجه سانتی گراد بر ثانیه است ،در خصوص مدت زمانی که قطعه باید در دمایی نزدیک به دمای بلوری شدن بماند.
هم پارامترهای مختلفی تاثیرگذارند که مهمترین آن‌ها ساختار قطعه و ابعاد آن است ، در آنیل هم دما، فولاد در دو دمای متفاوت حرارت داده می‌شود.
در این فرایند ابتدا قطعه تا دمایی بالاتر از دمای بلوری شدن حرارت می‌بیند.
پس از گذشت زمانی معین، نمونه را تا دمایی بالاتر از دمای اتاق با سرعت زیاد سرد می‌کنند. سپس قطعه مدت زمان خاصی را در آن دما بسر می‌برد و در نهایت به آهستگی سرد می‌شود تا دمای آن به دمای محیط برسد.
در خصوص تفاوت این دو روش باید بگوییم که آنیل هم دما به زمان کمتری نسبت به آنیل کامل نیاز دارد. از طرفی سختی نهایی قطعه در آنیل هم دما کمی بیشتر از آنیل کامل است. لازم به ذکر است که آنیل هم دما برای فولادهای آلیاژی با سختی بالا کاربرد دارد.
آنیل پیوسته:
اما سومین روش آنیل کردن، آنیل پیوسته است. این روش عموما برای آنیل ورق استفاده می‌شود. در آنیل پیوسته، دمای ورق تا میزان مشخصی افزایش یافته و در حین این فرایند، خواص قطعه بهبود پیدا می‌کند.
یکی از مهمترین نکات در آنیل پیوسته، جلوگیری از بالا رفتن بیش از اندازه‌ی دمای ورق است چون در صورت بالا رفتن بیش از حد دمای ورق برای خنک کردن مجدد آن، انرژی زیادی لازم است.
آنیل پیوسته برای تولید ورق به روش نورد سرد، تولید ورق گالوانیزه و ورق‌های قلع اندود استفاده می‌شود.
آنیل پیوسته شامل سه مرحله کلی است که عبارتند از:
گرمایش
در این مرحله، ورق فولادی به صورت آهسته و تا دمای مورد نظر گرم می‌شود. لازم به ذکر است که برای از بین رفتن ناصافی‌های قطعه و همچنین از بین بردن تنش‌های حرارتی، ورق نباید با شعله آتش تماس مستقیم داشته باشد.
همگن سازی
پس از فرایند گرمایش است. در این مرحله، نرخ گرمایش کم می‌شود تا اختلاف دما در نقاط مختلف ورق فولادی کاهش پیدا کند.
خنک کاری
آخرین مرحله آنیل پیوسته، خنک کاری است، در عملیات خنک کاری ورق فولادی به تدریج و به شکل کاملا یکنواخت در تمامی نقاط، حرارتش را از دست می‌دهد. عموما خنک کاری به وسیله جت هوا و به صورت کاملا یکنواخت انجام می‌شود.
مزایای مهم آنیل کردن چیست؟
فرایند کار سرد در فلزات باعث می‌شود قطعه تا حدودی سخت شود و در نتیجه هر کار دیگری موجب ترک خوردگی آن می‌شود، آنیل کردن این مشکل را تا حد زیادی حل می‌کند زیرا عملیات آنیلینگ، تنش‌های مکانیکی تولید شده در حین ماشین کاری یا سنگ زنی را آزاد می‌کند.
هر چند آنیل کردن بیشتر برای مقاطع فولادی کاربرد دارد اما امکان بازپخت فلزات دیگری مانند مس، برنج، آلومینیوم و … نیز وجود دارد.
در قسمت‌های قبل به این سوال که مهمترین مزایای آنیل کردن تا حدود زیادی پاسخ داده شد. اما در کل از جمله مهمترین مزایای فرایند آنیل کردن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
1.یکی از مهمترین مزایای آنیل کردن، بهبود قابلیت ماشین کاری است.
2.افزایش قابلیت هدایت الکتریکی نیز یکی دیگر از مزایای آنیلینگ است.
3.افزایش کارپذیری و انعطاف پذیری هم از جمله مزایای کلیدی آنیل کردن است.
4.یکی از مزایای آنیلینگ، ایجاد ساختار یکنواخت در قطعات است.
5.آنیل کردن موجب کاهش سختی و کاهش تنش‌های داخلی قطعه می‌شود.
قیمت انواع آهن آلات که توسط آنیل کردن تولید شده است
برای اطلاع از قیمت انواع لوله ، پروفیل ، قوطی ، نبشی ، ناودانی ، سپری آهنی ، میلگرد ذوب آهن ، تیر آهن ذوب آهن ، محصولات مفتولی ، ورق سیاه ، ورق گالوانیزه و … با کارشناسان فروش شرکت پارتاک فولاد فرهنگ تماس حاصل فرمائید.