عملیات آنیلینگ استیل چگونه است؟

عملیات حرارتی از فرآیندهای تکمیلی است که طی آن می‌توان به خواص ویژه‌ای از فلزات و استیل دست یافت. آنیلینگ استیل یکی از رایج‌ترین فرآیندهای عملیات حرارتی است که بر روی استنلس استیل، به منظور بهبود برخی از خواص اعم از شکل پذیری و قابلیت ماشینکاری انجام می‌شود. آگاهی از آنچه طی عملیات آنیلینگ استیل روی می‌دهد و آثار آن، از مواردی است که دانستنش برای هر صنعتگری بسیار ضروریست. بنابراین در ادامه می‌خواهیم به بررسی عملیات حرارتی آنیل بپردازیم.

عملیات حرارتی چیست؟

در صنعت برای تولید قطعات و محصولات فولادی از مواد اولیه، فرآیندهایی مانند جوشکاری، تراشکاری، شکل دهی، نورد و سایر روش‌های فلزکاری روی آلیاژهای استیل انجام می‌شود. انجام این عملیات معمولاً سبب تغییر در ریزساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی استیل مورد استفاده می‌‌شود. پس از اعمال فرآیندهای ذکر شده، و برای رسیدن به خواص اصلی، انجام عملیات حرارتی بر روی قطعات ضروری است. عملیات حرارتی به سیکل‌های گرم شدن و سرد شدن کنترل شده گفته می‌شود که طی آن فلزات بدون تغییر شکل ظاهری به خواص مطلوب می‌رسند.

قطعات تولیدی ریختگی و کار گرم و سرد شده، اغلب خواص مطلوب برای استفاده در صنعت را ندارند. به همین دلیل نیز انجام عملیات حرارتی بر روی استیل می‌تواند امری ضروری و کارآمد در فرایند تولید به حساب آید. در این مقاله قصد داریم به بررسی عملیات آنیلینگ استیل بپردازیم و نحوه انجام آن را برای شما بیستر شرح دهیم.

عملیات آنیلینگ میلگرد استیل

عملیات آنیلینگ یا عملیات حرارتی آنیل چیست؟

آنیلینگ استیل به منظور تبلور مجدد ریزساختار استیل برای دستابی به ساختاری عاری از تنش‌های درونی ناخواسته انجام می‌شود. عملیات حرارتی آنیل بر روی فولادهای کار شده به روش گرم، سرد و یا مقاطع جوشکاری شده انجام می‌شود. با آنیلینگ استیل، کاربیدهای کروم تشکیل شده در مرزدانه در ساختار حل می‌شوند. علاوه بر این، آنیلینگ استیل سبب حذف تنش‌های ایجاد شده در استیل می‌شود و ساختار فولاد را همگن می‌کند. جوشکاری، شکل دهی و خمکاری از فرآیندهایی هستند که سبب ایجاد تنش ناخواسته داخلی در ساختار می‌شوند.

آنیلینگ استیل در چه دمایی و چگونه انجام می‌شود؟

آنیلینگ استیل اغلب در دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد آن‌ انجام می‌شود. برای گریدهای مختلف این دما متفاوت است اما به طور کلی می‌توان گفت این دما برای آلیاژهای استیل، معمولاً بالای 1040 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. گریدهای خاصی از استیل هستند که دمای عملیات آنیلینگ آن‌ها کمتر از 1010 درجه سانتی‌گراد است.

آنیل کردن استیل و تمام آلیاژهای فریتی و مارتنزیتی را می‌توان با حرارت دادن در محدوده دمای فریت انجام داد. بالاتر از دمای آستنیته می‌توان عملیات آنیل کامل را انجام داد و ساختار را به صورت کامل عاری از تنش کرد. هرچند در دمایی کمتر از دماهای بحرانی می‌توان عملیات آنیلینگ استیل را انجام داد اما آنیل به صورت کامل انجام نمی‌شود.

با انجام آنیلینگ استیل در دماهای بالاتر از حد بحرانی به مدت یک ساعت می‌توان ساختار نرم کاربید‌های کروی و فریت را تشکیل داد. همچنین اگر پس از آنیلینگ استیل بر روی آن کارسرد انجام شود، پس از آن می‌توان استیل را در دماهای پایین‌تر از حد بحرانی به مدت 30 دقیقه آنیل کرد. همچنین گریدهایی از استیل که ساختاری فریتی دارند را می‌توان در دمایی بین 760 تا 950 درجه سانتی‌گراد آنیل کرد.

اثر آنیلینگ بر ریزساختار استیل

انواع آنیلینگ استیل:

عملیات آنیلینگ استیل به ورش‌های مختلفی انجام می‌شود و هرکدام از آن‌ها سبب بهبود ویژگی‌هایی خاص در استیل می‌شود. در ادامه به بررسی انواع آنیلینگ استیل می‌پردازیم:

آنیل کامل:

در این روش، فولاد را تا دمایی بالاتر از دمای آستنیته گرم می‌کنند. پس از نگهداری در دمای مناسب در مدت زمان کافی، آن را به صورت آهسته سرد می‌کنند. پس از انجام این فرآیند آنیلینگ استیل به طور کامل اتفاق می‌افتد.

آنیل ایزوترمال:

دراین روش، مانند آنیلینگ استیل به صورت کامل، فولاد تا دمای آستنیته حرارت داده می‌شود. اما پس از آن فولاد را در دمایی که پرلیت لایه‌ای تشکیل می‌شود نگه می‌دارند و پس از آن به سرعت سرد می‌کنند.

آنیلینگ استیل در اتمسفر کنترل شده

برخی از گریدهای استنلس استیل به دلیل واکنش پذیری در دماهای بالا، نیاز به اتمسفر کنترل شده برای انجام عملیات حرارتی دارند. برخی از گریدها که حاوی مقدار زیادی کربن در ساختار خود هستند، در دمای بالا دچار دکربورگی می‌شوند. به همین دلیل برای انجام عملیات آنیلینگ، فرآیند را تحت اتمسفر کنترل شده انجام می‌دهند. برای انجام این کار می‌توان از کوره‌های مختلفی استفاده کرد. در برخی از کوره‌ها می‌توان میزان کربن و اکسیژن را در حدی معین نگه داشت تا سطح استیل دکربوره نشود. برخی از کوره‌ها نیز مانند کوره حمام نمک برای این منظور مناسب هستند.

عملیات آنیلینگ ورق استیل پس از نورد

استیل پس از عملیات آنیلینگ:

با انجام فرآیند آنیلینگ استیل در سیکل دما و زمان‌های مختلف، می‌توان خواصی متفاوت از استیل انتطار داشت. با افزایش زمان در دمای مناسب، آنیل به طور کامل اتفاق می‌افتد و اگر دما یا زمان را کاهش دهیم، آنیل به صورت کامل اتفاق نمی‌افتد. بیشترین حد شکل پذیری و کارپذیری استیل اغلب پس از آنیل کامل اتفاق می‌افتد. بنابراین با این عملیات قابلیت ماشینکاری، جوشکاری و شکل دهی بسیار بهتر می‌شود. بهبود خاصیت شکل پذیری و جوشکاری در استفاده از ورق استیل و قابلیت ماشینکاری بعنوان کاربرد اصلی میلگرد استیل شاخص هایی تعیین کننده است که تولید بسیاری از محصولات از متریال استنلس استیل را ممکن می سازد. استحکام قطعات آنیل شده کاهش می‌باید و به دلیل کاهش سختی است که شکل پذیری نیز بهتر می‌‌شود.

پس از انجام عملیات آنیلینگ استیل و انجام کار گرم و سرد روی قطعات می‌توان برای افزایش استحکام و سختی، و یا رسیدن به مقاومت به خوردگی مطلوب، عملیات حرارتی دیگری متناسب با آلیاژ در نظرگرفت. یکی از رایج‌ترین عملیات حرارتی برای افزاش استحکام عملیات کوئنچ است که در مطالب دیگر به آن پرداختیم.

سخن آخر

آنیل کردن استیل یک فرآیند عملیات حرارتی است که به منظور افزایش شکل پذیری، بهبود ماشینکاری و کاهش سختی انجام می‌شود. طی این فرآیند دانه‌های عاری از کرنش در ساختار فلزات به وجود می‌آیند. همانطور که گفته شد آنیل کامل زمانی صورت می‌گیرد که تمام ساختار فلز آنیل شود . این امر پس از نگهداری قطعات در دمای مناسب و مدت زمان کافی اتفاق می‌افتد.