چه عیوب گرمایی در عملیات حرارتی به راحتی ظاهر می شود

عملیات حرارتی فرآیند مهمی برای بهبود خواص مواد فلزی است و کلید ساعت عملیات حرارتی بدون شک فرآیند گرمایش است.در صورت بروز خطا در گرمایش و در نتیجه نقص گرمایشی، تأثیر جدی بر عملکرد فلز و حتی گاهی اوقات خسارات جبران ناپذیری به همراه خواهد داشت.سپس انواع عیوب حرارتی در عملیات حرارتی چیست و دلایل آن چیست؟

یکی از عیوب گرمایش: گرمای بیش از حد
هنگامی که دمای مواد فولادی بیش از حد بالا باشد یا زمان نگهداری در دمای بالا بیش از حد طولانی باشد، درشت شدن دانه آستنیت ایجاد می شود.این پدیده گرمای بیش از حد نامیده می شود.درشت شدن دانه آستنیتی منجر به شکنندگی بیشتر و چقرمگی کمتر فولاد، افزایش تمایل به تغییر شکل و ترک در هنگام کوئنچ و در نتیجه کاهش خواص مکانیکی قطعات می شود.کنترل نشدن ابزار دمای کوره معمولاً عامل اصلی گرمای بیش از حد است.به طور کلی، گرم شدن بیش از حد فولاد می‌تواند دانه آستنیت را با بازپخت، نرمال‌سازی یا تعدیل چندگانه ساختار گرم شده در دمای بالا، تصفیه کند.

با این حال، حتی اگر مواد فولادی با ساختار بیش از حد گرم شده مجدداً تصفیه شود، به ناچار شکستگی‌های دانه‌ای درشت ایجاد می‌شود که به آن وراثت شکستگی می‌گویند.این معمولاً ناشی از ناخالصی هایی مانند سولفید منگنز است که در هنگام گرم شدن بیش از حد در سطح کریستال آستنیت حل می شود.وقتی فولاد ضربه می زند، به راحتی در امتداد مرز دانه درشت آستنیت شکسته می شود.
هنگامی که عملیات حرارتی آستنیته کردن مجدد برای مواد فولادی با ساختارهای مارتنزیت درشت، بینیت و ویدمن استاتن انجام شود، حتی اگر فولاد تا دمای خاموش کردن معمولی با سرعت گرمایش آهسته گرم شود و گرمای بیش از حد رخ ندهد، دانه‌های آستنیت همچنان نشان می‌دهند. تمایل به درشت شدناین پدیده وراثت ساختاری نامیده می شود.وراثت ساختار درشت را می توان با بازپخت میانی یا تلطیف چندگانه در دمای بالا از بین برد.

نقص گرمایش 2: بیش از حد سوختن
علاوه بر درشت شدن دانه های آستنیت، دمای بیش از حد گرم شدن نیز نتیجه بد دیگری را ایجاد می کند - اکسیداسیون موضعی یا ذوب مرزهای دانه.این وضعیت منجر به تضعیف مرزهای دانه فلز، زوال جدی خواص و ترک خوردن در هنگام کوئنچ می شود.به این پدیده سوزش بیش از حد می گویند.از آنجایی که سوزاندن بیش از حد شامل فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی است، پس از وقوع، بازیابی ساختار فلز دشوار است، بنابراین فقط می توان آن را دور انداخت.بنابراین، در فرآیند عملیات حرارتی، باید از گرمای بیش از حد به دلیل دمای حرارت بالا جلوگیری کنیم.

نقص حرارتی 3: کربن زدایی و اکسیداسیون
مواد فولادی با غلظت مشخصی از کربن می توانند سختی، استحکام خستگی و مقاومت در برابر سایش فلزات را افزایش دهند.با این حال، در هنگام گرم کردن، کربن روی سطح فولاد به دلیل تماس مستقیم با محیط یا اتمسفر توسط اکسیژن، هیدروژن، دی اکسید کربن، بخار آب و سایر مواد اکسید می شود که باعث کاهش غلظت کربن در سطح فولاد می شود و بر سختی سطح، استحکام خستگی و مقاومت در برابر سایش، و باعث تمرکز تنش کششی باقیمانده در سطح فولاد می شود و در نتیجه ترک های شبکه سطحی را تشکیل می دهد.به این پدیده دکربوریزاسیون می گویند.

نه تنها عنصر کربن روی سطح فولاد اکسید می شود، آهن و آلیاژ نیز توسط اکسیژن، هیدروژن، دی اکسید کربن، بخار آب و سایر مواد در محیط یا اتمسفر اکسید می شوند تا یک فیلم اکسید تشکیل دهند.این پدیده اکسیداسیون نامیده می شود.دقت ابعادی و روشنایی سطح قطعه کار با دمای بالا پس از اکسیداسیون کاهش می‌یابد و قطعات فولادی با سخت‌شدگی ضعیف فیلم اکسیدی مستعد رفع لکه‌های نرم هستند.
به منظور جلوگیری از کربن زدایی و اکسیداسیون، سطح قطعات فولادی باید با فویل فولادی ضد زنگ بسته بندی و مهر و موم شود، توسط کوره حمام نمک یا کوره احتراق شعله گرم شود و گاز بی اثر تصفیه شده باید به عنوان فضای محافظ استفاده شود.

نقص حرارتی 4: تردی هیدروژنی
هنگامی که فولاد با استحکام بالا در یک فضای غنی از هیدروژن گرم می شود، انعطاف پذیری و چقرمگی آن کاهش می یابد.این پدیده را تردی هیدروژنی می نامند.با حرارت دادن در خلاء، اتمسفر کم هیدروژن یا اتمسفر بی اثر می توان از شکنندگی هیدروژن جلوگیری کرد.شکنندگی هیدروژنی را می توان با تمپر کردن، کهنه کردن و سایر روش های حذف هیدروژن برای قطعات کاری که شکنندگی هیدروژنی ظاهر شده اند، از بین برد.در برخی موارد می توان از شکنندگی هیدروژنی برای دستیابی به اهداف پردازشی خاص مانند خرد کردن آلیاژ نیز استفاده کرد.