دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
همة فولادها، ترکیب های ساده یا پیچیده ای از آلیاژ های آهن و کربن هستند. همة فولادهای کربنی ساده ، دارای درصدهای خاصی از منگنز، و سلیکون بعلاوة مقادیر بسیار کمی از فسفر و سولفور می باشند.
برای مثال، ترکیب اسمی فولاد 1045 استاندارد AISI یا SAE ممکن است شامل 45/0کربن؛ 75/0 منگنز، 040/0 فسفر، 050/0 سولفور و 22/0 گوگرد باشد. فولادهای آلیاژی دستة دیگری از فولادها هستند که در ترکیب شیمیایی خودشان عناصر دیگری هم دارند.
بیشترین عناصری که در ترکیب فولادهای آلیاژی بکار رفته اند، عبارتند از: نیکل، کرم، مولیبدن، وانادیوم و تنگستن.
وقتی که درصد منگنز بیشتر از یک درصد باشد این عنصرهم جزء عناصر آلیاژی بحساب می آید. برای رسیدن به خواص مطلوب فولاد در کاربرد های مهندسی، یک یا چند عنصر از عناصر فوق را به فولاد اضافه می کنند.
عنصر کربن، اصلی ترین عنصر در تمام فولادها است؛ بطوریکه میزان کربن موجود در فولاد های کربنی ساده تأثیر زیادی بر خواص فولاد و انتخاب عملیات حرارتی مناسب فولاد دارد. این عملیات بمنظور بدست آوردن خواص مطلوب برروی فولاد انجام می شود.
به دلیل اهمیت میزان کربن در فولادها، یکی از تقسیم بندی های فولادهای کربنی ساده، براساس مقدار کربن آنها می باشد. وقتی که فقط مقدار کمی کربن در فولاد موجود باشد، آن فولاد را کم کربن یا فولاد نرم می نامند. اگر مقدار کربن کمتر از 30/0درصد وزنی فولاد باشد، آن را فولاد کم کربن گویند. اگر میزان کربن فولاد تقریباً 30/0 درصد الی 60/0 درصد وزنی باشد،در گروه فولادهای متوسط کربن دارد قرار می گیرد و فولادهایی که بیشتر از 60/0 درصد وزنی کربن داشته باشند، فولاد پرکربن نامیده می شوند اگر مقدار کربن فولاد بیشتر از 77/0 درصد وزنی باشد، فولادهای ابزار مینامند. میزان کربن فولاد بندرت بین 3/1الی 2 درصد قرار می گیرد.
بیشترین حد کربن در فولاد، تقریباً 2 درصد می باشد و زمانی که مقدار کربن آن بیش از این باشد، آن را آلیاژ چدن می نامند. مقدار کربن در چدن ها، معمولاً بین 3/2 الی 4 درصد می باشد. چدن ها گروه مهمی از آلیاژهای ریخته گری هستند.
دلایل عملیا ت حرارتی
درعملیات حرارتی فولاد معمولاً یکی از اهداف زیر دنبال می شود:
• تنش گیری حاصل از اکر یا تنش گیری حاصل از سردکردن ناهمگن
• بهینه سازی ساختار دانه در فولادهایی که برروی آنها کار گرم انجام شده است وممکن است دانه های درشت داشته باشند.
• بهینه سازی ساختار دانه
• کاهش سختی فولاد و افزایش قابلیت شکل پذیری
• افزایش سختی فولاد بمنظور زیادشدن مقاومت سایشی و یا سخت کردن فولاد برای مقاومت بیشتر در شرایط کاری
• افزایش چقرمگی فولاد بمنظور تولید فولادی که استحکام بالا و انعطاف پذیری خوبی دارد و افزایش مقاومت فولاد در برابر ضربه
• بهبود قابلیت ماشین کاری
• بهبود خواص برش در فولادهای ابزار
• بهینه کردن خواص مغناطیسی فولاد
• بهبود خواص الکتریکی فولاد
بازپخت (TEMPERING)
شکل پذیری عبارت است از تغییر شکل فولاد قبل از شکست مارتنزیت تندسرمایی شده ، سخت و غیر قابل شکل پذیری می باشد.
برای بهبود قابلیت شکل پذیری مارتنزیت، باید آنرا بازپخت کرد البته در این حالت استحکام آن مقداری کاهش می یابد. از طرفی بازپخت مقاومت مارتنزیت را در برابر ضربه ناگهانی افزایش می دهد. به عنوان مثال، اگر چکشی تندسرمایی شود ساختار آن کاملاً مارتنزیتی می شود که احتمالاً بعد از اولین ضربات ترک خواهد خورد. اما با استفاده از عملیات بازپخت ضربه پذیری چکش افزایش می یابد (شکنندگی کم می شود) و در عوض سختی و ستحکام قطعه سخت شده تا حدودی کاهش خواهد یافت، عملیات بازپخت به این ترتیب است که قطعه تندسرمایی شده را تا دمایی زیر دمای انتقال حرارت می دهند و سپس با توجه به اندازه قطعه به مدت یک ساعت یا بیشتر در این دما نگه می دارند. بیشتر فولادها در دمای 400 تا 1100( 205 تا 959) بازپخت می شوند.
هر چه دمای بازپخت بیشتر شود چقرمگی و ضربه پذیری فولاد بیشتر می شود. در عوض سختی واستحکام آن کم می شود. از بین رفتن مارتنزیت سوزنی شکل و رسوب ذرات بسیار ریز کاربید از جلمة تغییرات ساختمانی در ضمن بازپخت می باشد. ساختمان میکروس کوپی فولادهای تندسرمایی و بازپخت شده به عنوان مارتنزیت بازپخت شده معرفی شده اند.
آنیل
عملیات حرارتی تندسرمایی و سپس بازپخت فولاد باعث میشود که استحکام و قابلیت شکل پذیری و مقاومت به ضربة آن بالا برود. علمیات ماشین کاری و خمکاری در ساخت اغلب محصولات فولادی بکار میرود بنابراین بمنظور بهبود خواص ماشین کاری و قابلیت تغییر فرم فولاد، آن را آنیل می کنند. حتی در برخی از موارد ماشین کاری و خم کاری قطعات بازپخت شده نیز مشکل است برای رفع این مشکل نیز قطعات را آنیل میکنند.
آنیل مرحله ای
فولاد را به مدت کوتاهی در زیر دمای حرارت میدهند، این کار باعث میشود که فولاد آسانتر شکل بگیرد، این نوع عملیات حرارتی را در تولید ورق و سیم استفاده می شود و دمای کاری آن بین 1020 تا 1200(550 تا 650) است.
آنیل کامل
آنیل کامل عبارت است از حرارت دادن فولاد تا بالای دمای آستنیت و سپس سردکردن آهسته آن، طوریکه آستنیت کاملاً تجزیه شود. فولادهای هیپریوتکتوئید را تا دماوی بین 50 تا 100( 90 تا 180) بالای دمای و فولادهای هیپرتکتوئید را تا بالای دمای حرارت می دهند و پس از آن آهسته سرد می کنند. این کار باعث می شود که فولاد آسان تر خم شده و یا بریده شود. در آنیل کامل فولاد باید خیلی آهسته سرد شود تا پرلیت درشت دانه تشکیل شود. در آنیل فولاد مرحله ای لازم نیست که آهسته سرد شود، برای این که هر نوع سرعت سرد کردن در دمای زیر منجر به تشکیل ساختار میکروسکوپی و سخیت یکسان فولاد می شود. در حین تغییر شکل سرد فولاد، تمایلی که به سخت شدن در قسمت های تغییر شکل یافته وجود دارد مانع از خم شدن و آمادگی قطعه را برای شکست بیشتر می کند. بنابراین در محصولات فولادی، تولید آنها در چند مرحله تغییر فرم انجام می شود پس از هر مرحله تغییر فرم قطعه را آنیل می کنند.
یکنواخت سازی( نرمال کردن)
فرآیند یکنواخت سازی عبارت است از حرارت دادن قطعه تا دمایی بالای و سپس سردکردن آن در هوای آزاد. درجه حرارت لازم یکنواخت سازی بستگی به ترکیب فولاد دارد که معمولاً حدود 1600( 870) می باشد. فرآیند یکنواخت سازی به عملیات همگن سازی یا جوانه زایی موسوم می باشد.در هر قطعه فولاد، ترکیب معمولاً در کلیه سطوح یکنواخت نیست. بدین معنی که میزان کربن در یک قسمت از فولاد ممکن است بیشتر از بخش های دیگر باشد. این تفاوت های ترکیباتی در عملیات حرارتی فولاد تأثیر می گذارد. اگر فولاد را در دمایی بالا حرارت دهند، کربن می تواند به آسانی در تمام سطح فولاد ترکیبی یکنواخت داشته باشد در این صورت فولاد همگن تر شده و آمادگی بهتر برای عملیات حرارتی دارد.
به دلیل خواصی که قطعات ریختگی دارند، معمولاً شمشها را قبل از استفاده یکنواخت سازی می کنند. به همین ترتیب فولادهای ریختگی و آهنگری شده را قبل از سخت گردانی همگن می کنند.
تنش زدایی
وقتی که فلز را در دمائی بالا حرارت می دهند، فلز منبسط می شود و برعکس هنگامی که فلز را از دمای بالا سرد می کنند، انقباض صورت می گیرد. در حین جوشکاری با آهنگری وقتی که یک قسمت از لوله یا ورق فولادی بیشتر از قسمت های دیگر گرم می شود تنش های داخلی زیادی در فولاد بوجود می آید. در حین گرم شدن فولاد، قسمت های منبسط شده جایی برای قرارگیری ندارد بنابراین قطعه تغییر فرم می دهد.
درهنگام سردشدن، انقباض قطعه مانع از ایجاد فلز سرد و سخت در اطراف منطقه حرارت دیده می شود نیروهایی که درحین انقباض در قطعه بوجود آمده اند، هنوز آزاد نشده اند و هنگامی که فلز مجدداً سرد می شود این نیروها به عنوان تنشهای داخلی باقی می مانند. تنشهای داخلی در اثر تغییرات حجمی و انتقال و رسوب فلز نیز به وجود می آیند.
اصطلاح تنش کاربرد وسیعی در رشته متالورژی دارد و عبارت است از بار یانیروی که بر سطح مقطع فولاد وارد می شود. نتنش های داخلی و تنشهای باقیمانده برای فولاد مضر هستند زیرا ممکن است درحالی که فولاد ماشین کاری می شود باعث ایجاد ترک در آن شوند. برای رهاسازی ازاین تنش ها، فولاد را دمای حدود 1100( 595) حرارت میدهند، تاوقتی که مطمئن شوند تمام قسمت های فولاد بطور یکنواخت حرارت دیده اند، سپس آن را تا دمای اتاق آهسته سرد می کنند این مراحل را آنیل تنش گیری یا فقط همان تنش زدایی می نامند.
دسته بندی فولادها
تعداد کل فولاد های موجود بالغ بر هزا ر نوع است، ولی نمی توان ترکیب و سایر متغیرهای آنها را دقیقاً مشخص کرد اما بنابه قرارداد فولادها را به پنج دسته تقسیم کرده اند: این پنج دسته عبارتند از: فولاد کربنی، فولاد آلیاژی، فولاد زنگ نزن، فولاد ابزاری، و فولاد ویژه چهار دسته اول در استاندارد
(American Iron and Steel Institute( AISI
کام مشخص شده اند و خود زیر گروههایی را شامل هستند ولی فولادهای دسته پنجم ترکیبات مختلفی داشته و کاملاً اختصاصی می باشند با این حال بسیاری از این فولادها ترکیبی مشابه فولادهای دیگر دارند. برای مثال در استاندارد AISI قریب 75 نوع فولاد زنگ نزن مشخص شده است که به چهار گروه استاندارد تقسیم شده اند.علاوه بر این تعداد حداقل صد نوع ترکیب دیگری نیز وجود دارند که غیر استاندارد هستند، ولی برای اهداف خاص توسعه یافته اند.
پارامتر های مؤثر بر روی سختی پذیری
در صورتی سختی پذیری یک فولاد زیاد است که حتی در آهنگهای سرد شدن نسبتاً آهسته نیز دگرگونی نفوذی تشکیل پرلیت انجام نشده و آستنیت به مارتنزیت تبدیل شود. بر عکس در فولادهایی که سختی پذیری آنها کم است، تشکیل مارتنزیت مستلزم سرد شدن سریع است. در هر دو حالت، پارامتر محدود کننده، آهنگ تشکیل پرلیت در دماهای بالاست. به طور کلی هر عاملی که خطوط تشکیل پرلیت در نمودار CCT را به سمت راست منتقل کند امکان تشکیل مارتنزیت در آهنگهای سرد شدن کمتر را فراهم می کند. بنابراین، انتقال دماغه نمودار CCT به سمت راست همراه با افزایش سختی پذیری است. به بیان دیگر می توان گفت، هر عاملی که باعث کاهش آهنگ جوانه زنی و رشد پرلیت شود (زمان برای جوانه زنی و رشد پرلیت را افزایش دهد) سختی پذیری را در فولاد ها افزایش می دهد. این عوامل عبارت اند از:
سختی و سختی پذیری
میکروساختار مارتنزیتی سخت ترین میکروساختاری است که میتواند در یک فولاد کربنی ساده بوجود آید. تشکیل میکروساختار مارتنزیتی در صورتی امکان پذیر است که از دگرگونی آستنیت به مخلوط فریت و سمنتیت در دماهای بالا جلوگیری شود.
اندازه دانه آستنیت
از آنجائیکه با ریزشدن دانه ها کل سطوح مربوط به مرزدانه ها افزاش می یابد در یک فولاد با دانه های ریز تشکیل پرلیت به مراتب سریعتر از یک فولاد با دانه های درشت است. در نتیجه سختی پذیر فولاد با دانه های ریز کمتر از سختی پذیری فولاد با دانه های درشت خواهد بود. لیکن استفاده از فولاد با دانه های درشت بمنظور افزایش سختی پذیری عملاً کاربرد صنعتی ندارد، زیرا افزایش سختی پذیری از این روش با تغییرات ناخواسته و زیان آور در خواص فولاد نظیر افزایش تردی و کاهش انعطاف پذیری همراه است. از جمله معایب دیگر که بیشتر در فولادهای دانه درشت بوجود می آید عبارت است از: ترکهای ناشی از سریع سردکردن یا ترکهای ناشی از شوک های حرارتی که در اثر تنشهای حاصل از عملیات حرارتی بوجود می آیند.
درصد کربن
سختی پذیری یک فولاد شدیداً تحت تأثیر درصد کربن آن تغییر می کند بدین صورت که اگر کربن به صورت محلول در آ ستنیت باشد افزایش آن باعث افزایش سختی پذیری میشود. دلیل این امر را می توان در این حقیقت جستجو کرد که با افزایش درصد کربن تشکیل پرلیت و فاز پرویوتکتوئید مشکلترشده و در نتیجه نمودار CCT به سمت راست جابجا می شود این موضوع نه تنها برای فولادهای هیپوپوتکتوئید بلکه برای فولادهای هایپرپوتکتوئید که قبل از سریع سردشدن کاملاً آستنیته شده باشند نیز صادق است.
عناصرآلیاژی
عناصر آلیاژی بجز کبالت تا حدی که در آستنیت کاملاً حل شده باشند سختی پذیری را افزایش میدهند.
عناصر آلیاژی در حد متوسط می توانند سختی مارتنزیت حاصل از سریع سرد شدن فولادهای کم کربن و کربن متوسط را به میزان بسیار کم افزایش دهند. با افزایش درصد کربن احتمال کاهش سختی حاصل از سریع سردشدن در فولاد های یادشده افزایش می یابد. این پدیده ناشی از افزایش درصد آستنیت باقیمانده در ساختار حاصل است. بجز موارد فوق، عناصر آلیاژی اثرات بسیار جزئی بر روی سختی مارتنزیت حاصل از سریع سردشدن دارند.
عملیات حرارتی فولادهای آلیاژی
فولادهای آلیاژی کدامند؟
فولاهای آلیاژی به فولادهایی گفته می شود که در آنها مقدار عناصر، منگنز، سیلیسیم و مس به ترتیب بیشتر از باشند.
ممکن است فولاد آلیاژی را فولادی در نظر بگیریم که مقدار و یا حداقل عناصر آلومینیوم، بُر، کرم،(تا %3.91 ) کبالت،نیوبیم، مولیبدن، نیکل، تیتانیم، تنگستن، وانادیم، زیر کنیم مشخص باشد. علاوه بر این ممکن است عناصر دیگری برای اهداف معینی به فولاد اضافه شود.
دسته بندی. همانند فولادهای کربنی و فولادهای سولفوره شده در سیستم AISI این فولادها نیز شماره بندی است. مفهوم دو رقم اول برای هر گروه از فولادها در جدول 1 بیان شده است. دو رقم دیگر مقدار متوسط کربن را نشان می دهد. ممکن است گاهی اجباراً جداً از قاعده فوق عدد دیگری در مورد مقدار کربن، منگنز، سولفور، کرم و یا عناصر دیگر به شماره مزبور اضافه شود.
پیشوند E مربوط به فولادهایی است که در کوره های الکتریکی تولید شده اند. فولادهای تولیدشده در کنورتور اکسیژن و یا کوره های زیمنس مارتین بدون پیشوند می باشد. در مورد فولادهای حاوی بُر بین دو رقم اول حروف B قرار می گیرد. برای مثال 41B30 و یا برای فولادهای حاوی سرب بعد از دو رقم اول حرف L آوره می شود برای مثال41L30./
بعضی از فولادها تنها برای موارد بخصوصی مناسب هستند، برای مثال 52100 منحصراً برای یاتاقان های ضدسایشی و سری آلیاژهای 9200 برای ساخت فنر و مواردی که مقاومت در برابر شوک حرارتی اهمیت دارد بکار میرود. ممکن است فولادی موارد کاربرد زیادی داشته باشد، برای مثال 434 ، 864 و 874 کاربرد متنوعی دارند.
فولادهای H ، دامنه سختی پذیری بعضی از فولادها مشخص شده است، این فولادها با پسوند حرف H شناسایی می شوند، برای مثال 4140H.
ترکیب فولادهای آلیاژی- تقریباً ترکیب تعداد 64 نوع فولاد آلیاژی توسط
استاندارد AISI-SAE مشخص شده است.در خیلی موارد ترکیب این فولادها تفاوت اندکی با هم دارند.
منگنز منگنز مهمترین عنصر آلیاژی است و تقریباً در تمامی فولادها به مقدار %0.30 یا بیشتر وجود دارد. منگنز عنصر کاربیدزا بوده و سرعت استحاله اوستنیت به فریت را بطور قابل توجهی پایین می آورد. به همین دلیل سختی پذیری فولاد را ا فزایش می دهد. علاوه بر اهمیت منگنز د رفولاد به نقش آن در جلوگیری از شکنند گی گرم مربوط می شود.
سولفید آهن که د رفولاد تشکیل می شود نقظه ذوب نسبتاً پائینی دارد و به هنگام سردشدن فولاد در مرز دانه ها منجمد میشود این حالت موجب تضعیف فولاد می شود بطوریکه در حین عملیات کار گرم نظیر نورد یا آهنگری باعث ا ز هم گسیختگی و شکست آن می گردد. منگنز اضافه شده به فولاد ترجیحاً با سولفور ترکیب شده و تولید سولفور منگنز می کند که نقظه ذوب بالاتری دارد. توزیع ذرات سولفید منگنز و بالابودن دمای ذوب آن شکنندگی ناشی از سولفید آهن را از بین می برد.
سیلیسیم:
درفولادسازی از سیلیسیم به منظور آرام کردن مذاب با اکسیژن زدایی استفاده می شود. ممکن است به مقدار کم حدود %0.50-%0.30 در فولاد وجود داشته باشد. بعبارت دیگر سیلیسم بندرت بعنوان عنصر آلیاژی به فولاد اضافه می شود. مگر اینکه اثر مقاوم بخشی آن زیاد باشد. سیلیسیم سرعت بحرانی سردشدن فولاد را به تأخیر می اندازد و به این ترتیب باعث افزایش سختی پذیری فولادی می شود. همینطور سیلیسیم مقاومت آلیاژ را در برابر شوک و ضربه افزایش می دهد. در فولادهای فنر از سیلیسیم بعنوان عنصر آلیاژی استفاده می شود و فولادهای سیلیسیم ساختمانی کاربرد چشمگیر دارند.
نیکل: نیکل دماغه منحنی TTT را به سمت راست کشیده و به این ترتیب سختی پذیری فولاد را افزایش می دهد. همینطور نیکل دمای استحاله به را پایین می آورد. بطوری که اگر مقدارنیکل زیاد باشد، ممکن است فولاد، در دمای محیط کاملاً اوستنیتی باشد. مقدار نیکل در فولادهای آلیاژی معمولاً کمتر از %10 است گروه فولادهای 43XX و 48XX از این نظر مستثنی است به طور کلی نیکل باعث:
1 – همگنی فولادهای کوئینچ شده ومقاوم شدن فولادهای بازپخت شده، می شود.
2- بالارفتن چقرمگی فولادهای فریتی- پرلیتی به ویژه در دمای پایین می شود.
3- بالارفتن مقاومت خستگی فولاد می شود.
4- مقاومت خوردگی و اکسیداسیون را افزایش می دهد.
کرم:کرم با کاهش سرعت استحاله اوستنیت باعث افزایش سختی پذیری فولاد میشود. علاوه بر این درصد زیاد کرم، در فولاد بطور قابل توجهی مفاومت اکسیداسیون و خوردگی آن را افزایش می دهد، ولی بطورکلی مقدار کرم در فولادهای آلیاژی %0.2 یا کمتراز آن است.
مولیبدن: همانند کرم، مولیبدن سرعت استحاله به را کاهش داده و به این ترتیب تا حد زیادی سختی پذیری فولاد را افزایش میدهد، ولی نسبت به کرم حتی در مقادیر کم( عموماً کمتر از %0.40 )مؤثر است. بهترین حالت اضافه کردن مولیبدن به فولاد هنگامی است که همراه با نیکل یا کرم باشد.
وانادیم: وانادیم اکسیژن زدای قوی است و موجب دانه ریزشدن فولاد نیز می شود. در مقادیر زیاد وانادیم شدیداً کاربیدزا بوده و سرعت استحاله به کاهش داده و به این ترتیب سختی پذیری فولاد افزایش می یابد. د ولی مقدار آن در فولادهای آلیاژی کمتر از آن است که بتواند کاربید تشکیل دهد بنابراین نقش عمده آن کوچک کردن اندازه دانه های فولاد است. همانگونه که در جدول 1 آمده است مقدار وانادیم تنها در سری فولادهای 16XX مشخص گردیده است و در بقیه فولادها مقدار آن خیلی کم است.
نحو ه عملیات حرارتی فولادهای کم کربن آلیاژی
تکنولوژی علمیات حرارتی فولادهای آلیاژی تفاوت چندانی با فولاهای کربنی ندارد. تمامی فولادهای آلیاژی که کربن آنها از %0.25 تجاوز نمی کند، با روشهای عملیات حرارتی سطحی سخت می شوند همینطور فولادهای آلیاژی پر کربن را می توان با گرم کردن تا دمای بالاتر از استحاله اوستنینتی و به دنبال آن سردکردن سریع تا دمای محیط سخت کرده و سپس برای تعدیل سختی آنها را برگشت داد. تفاوت مهم فولادهای آلیاژی در مقایسه با فولادهای کربنی مشابه از نظرنحوه عملیات حرارتی به شرح زیر است:
• دمای عملیات نرمالیزاسیون، بازپخت، و اوستنیت زاییی حداقل به اندازة ( )نسبت به فولادهای کربنی همرده بیشتر است.
• با زیاد شدن عناصر آلیاژی سیکل عملیات بازپخت پیچیده تر می شود اساساً سردکردن از دمای بازپخت باید آرامتر باشد.
• با توجه به اینکه فولادهای آلیاژی سختی پذیری، بالایی دارند، سردکردن سریع مورد نیاز نمی باشد.
به همین دلیل محیط های کوئنچ آبب محلول های نمکی به ندرت برای فولادهای آلیاژی انتخاب می شود علاوه بر این فولادهای آلیاژی نسبت به ترک های آب دهی حساستر هستند، روند عملیات حرارتی چهارنوع فولاد آلیاژی که کاربرد وسیعی دارند در قسمت زیر آورد شده است. برای جزئیات بیشتر در این مورد به مرجع شماره 7 مراجعه نمائید.
کربن دهی پودری( جامد)
در این روش قطعات موردنظر همراه با مواد کربن ده که اغلب ذغال چوب و یک ماده انرژی زا( جدول 10-2) است را در یک جعبه فولادی که از جنس فولاد نسوز است، به نحوی بسته بندی می کنند که فاصله بین قطعات در حدود 50 میلیمتر باشد. سپس در جعبه را به نحوی می بندند که هیچگونه تبادل هوا با خارج نداشته باشد. برای این منظور می توان از آزبست استفاده کرد. این جعبه را تا دمای کربن دهی که اغلب بین 875 تا 925 درجة سانتیگراد است حرارت داده و برای مدت زمان مشخصی در این دما نگه میدارند. زمان نگهداری بین دما و زمان کربن دهی بستگی به ضخامت لایة سطحی مورد نیاز دارد.
کربن دهی مایع
کربن دهی مایع در مذاب مخلوط های نمک های سیانید سدیم( 20 تا 50 درصد )، کربنات سدیم( 40درصد) و مقادیر متنابهی از کلرید سدیم و یا کلرید باریم انجام می شود. این مخلوط غنی از سیانید را در بوته هایی که با پوشش شیمیایی آلومینیوم( آلومینیوم کاری شده) ذوب کرده ودردمایی بین 870 نا 950 درجه سانتیگراد نگه می دارند. قطعات مورد نظر برای کربن دهی را در سبدهای فلزی ریخته و یا توسط سیمهای فلزی بطور معلق در مذاب فوق برای مدت زمان طولانی درحدود 5 دقیقه تا یک ساعت نگه میدارند زمان کربندهی بستگی به عمق نفوذ موردنظر دارد.
پس از پایان عملیات، سبد حاوی قطعات کربن داده شده را در آب و یا روغن فرو می برند.
کربندهی گازی
در کربندهی گازی قطعات کار را در 900 در جه سانیتگراد برای مدت 3 تا 4 ساعت در محیطی که شامل گاز یا گازهایی باشد که بتواند در سطح فولاد تجزیه شده و تولید کربن اتمی کند حرارت میدهند. این محیط معمولاً از هیدروکربنها نظیر متان( گاز طبیعی)، اتان( 4 CH ) و یا پروپان(8 H 3 C ) تشکیل شده است که به طور جزئی درکوره سوخته شده و یا اینکه با یک گاز رقیق کننده موسوم به گاز حامل مخلوط شده باشد. سوختن ناقص و با استفاده از گاز حامل به منظور حصول پتانسیل کربن موردنظر در سطح فولاد است.
کربن- نیتروژن دهی
کربن- نیتروژن دهی عملیات سخت کردن سطحی است که در آن نیتروژن و کربن هردو جذب سطح فولاد میشوند و به این ترتیب نیتروژن جذب شده، سختی سطح کربن داده شده را بیشتر افزایش می دهد. گرجه در کربن دهی مایع نیز تقریباً همین عمل انجام می شود ولی واژه کربن – نیتروژن دهی معمولاً به سخت کردن سطحی که در آن زا محیط گازی استفاده شود گفته می شود. عملیات کربن- نیتروژن دهی معمولاً گسترده دمایی 800 تا 875 درجه سانتیگراد و در محیطی از مخلوط منواکسید کربن و هیدروکربن شامل 3 تا 8 درصد آمونیاک انحام می شود. درصد کربن و نیتروژن جذب شده توسط فولاد را می توان با کنترل دما و غلظت آمونیاک تغییر داد.
نیتروژن -کربن دهی
این فرایند که شامل نفوذ همزمان نیتروژن و کربن به داخل فولاد است در گسترة دمایی پایداری فاز فریت( زیر دمای 1 A ) انجام می شود و لذا به نیتروژن- کربن دهی فریتی نیز موسوم است. انجام این فرآیند به هر دو صورت گازی و مایع امکان پذیر است. از جمله مزایای مشترک این روشها، تشکیل لایه نازک تکفازی از کاربرنیتریداپسیلن و یک ترکیب سه تایی از آهن – نیتروژن و کربن تشکیل شده در گسترة دمایی 450 تا 590 درجة سانتیگراد است.
ترکیب شیمیایی
UNS.AISI-4118 18/0 تا 23/0 کربن، 70/0 تا 90/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم، 40/0 تا 60/0 کروم، 08/0 تا 15/0 مولیبدن
UNS.AISI- 4118H : 17/0 تا 23/0 کربن، 60/0 تا 00/1 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم، 30/0 تا 70/0 کروم، 08/0 تا 15/0 مولیبدن
فولادهای مشابه( آمریکایی و یا غیر آمریکایی)
4118- UNS G41180;ASTM A 322,A331,A505,A 519;SAEJ404,J412,J770
4118H:UNS H41180;ASTM A304; SAE J 407
خصوصیات
فولادیست کم آلیاژ که در سخت گردانی سطحی و همچینن کربندهی و کربونیتروره از آن استفاده می شود. قابلیت سختی پذیری فولاد 4118H اختلاف کمی با فولادهای سری 4000 دارد. میزان افزایش کروم در فولاد 4118H بیشتر ازکاهش مولیبدن است. با توجه به میزان کربن موجود در این فولاد سختی سطح قطعه پس از تندسرمایی تقریباً به HRC 38 یا کمی بیشتر می رسد. قابلیت آهنگری خیلی خوبی دارد اما قابلیت ماشین کاری آن متوسط است. فولاد 4118H را میتوان به آسانی جوشکاری کرد اما قبل از جوشکاری کربن معادل باید مشخص و روشهای جوشکاری بررسی شود.
آهنگری
قطعه را تا دمای 2275 ( 1245 ) حرارت می دهند و آنرا در دمای کمتر از 1600 ( 870) آهنگری نمی کنند.
روشهای عملیات حرارتی پیشنهادی
یکنواخت سازی
فولاد را تا دمای 1700 ( 925) حرارت میدهند و سپس آن را در هوا سرد می کنند.
آنیل
عملیات آنیل معمولاً برای این فولاد بکار نمی رود اگر خواص ماشین کاری این فولاد موردنظر باشد آن را یکنواخت سازی می کنند و ااگر قطعه نورد شده باشد، عملیات آنیل تک دما را بر روی آن انجام میدهند با حرارت دادن در دمای 1290( 700) آنیل تک دما انجام می شود و به مدت 8 ساعت در این دما نگه می دارند.
سخت گردانی مستقیم فولاد 4118H بندرت در عملیات سخت گردانی مستقیم استفاده می شود اما برای این کار در دمای 1650 ( 9000) آستنیته کرده و پس از آن در روغن تندسرمایی می کنند.
کربندهی
هر یک از روشهای کربندهی گازی یا کربندهی در مایع را می توان برای فولاد 4118H بکار برد اما بیشتر از کربن دهی گازی استفاده می شود که به روش زیر می باشد:
• حرارت دادن به مدت کافی تا دمای 1700( 925) در اتمسفر گازی یا پتانسیل کربنی. 90/0 درصد. برای اینکه عمق پوسته به in 050/0 (mm27/1) برسد حدود 4 ساعت وقت لازم است
• کاهش دما تا F 1550 (C845) و کاهش آهسته پتانسیل کربنی و انجام سیکل نفوذی به مدت 1 ساعت.
• تندسرمایی در روغن
• بازپخت از دمای 300 تا 350( 150 تا 175) اگر سختی سطحی موردنظر نباشد، فولاد را می توان در دماهای بالاتری بازپخت کرد.
ازدیگر سیکل های کربن دهی هم میتوان استفاده کردکه یکی از آن سیکل ها به صورت زیر است:
• سردکردن آهسته ازدمای کربندهی و سپس گرم کردن دوباره آن تا دمای 1550( 845) وتندسرمایی در روغن، انجام این پروسه پرخرج است و به زمان زیادی نیاز دارد بنابراین این در موارد خاص از آن استفاده می شود. در گذشته عملیات فوق را دوبار انجام می دادند که این روش در حال حاضر منسوخ شده است.
عمق و پوسته کربن دهی شده به زمان ودما بستگی دارد. با افزایش دمای کربن دهی از 1700( 925)تا 1900( 1040) سرعت کربندهی به صورت نمایی بیشتر می شود در هر صورت جنبه اقتصادی کار را بایددر نظر داشت. احتمال ایجاد خطا در کوره های کربن دهی و در دماهای بالاتر از 1700( 925) خیلی کم است بهترین روش آن است که قطعه در کوره های خلاء با دمای بیش از 2000( 1095) کربن دهی می شود.
برای بررسی جزئیات کربندهی به کتاب Carburizing and carbonitriding ''ASM,1977 مراجعه کنید.
کربونیتروره
کاربرد فولاد 4118H بیشتر برای یراق آلاتی که باید قسمتی از لایه سطحی آن سخت باشد کربونیتروره این قطعات در اتمسفری است که برای کربن هید استفاده می شود و 10 درصد حجم آن آمونیاک خشک میباشد دمای کربونیتروره اغلب در محدوة 1450 تا 1550 (790 تا 845) است.
روش کلی کربونیتروره فولادهای آلیاژ های کم کربن( مانند فولاد 41118H بدین صورت است که کربونیتروره به مدت 45 دقیقه دردمای 1550( 815) انجام شده و پس از آن قطعه در روغن تندسرمایی می شود پس از انجام این پروسه، عمق پوسته در حدود in 005/0 (mm 127/0) است. با افزایش زمان، دما، و یا هردو می توان به عمق بیشتر رسید، این پروسه بیشتر برای قطعات کوچکی استفاده می شود که عملیات پرداخت وسنگ زنی نهایی بر روی آن انجام نمی شود.
معمولاً قطعات کربونیتروره شده را دردمای 300 تا 500(150 تا 260) بازپخت می کنند، چرا که در این صورت میزان شکنندگی قطعه کمتر می شود اما درهر حال بیشتر قطعات کربونیتروره شده بدون بازپخت مورد استفاده قرار می گیرند.
ترتیب انجام مراحل کاری
• آهنگری
• یکنواخت سازی
• آنیل( اختیاری)
• ماشینکاری خشن، و نیمه پرداخت
• سخت گردانی سطحی یا مستقیم
• بازپخت
• ماشین کاری پرداخت( فقط قطعات کربندهی شده)
ترکیب شیمیایی
UNS.AISI-4118 17/0 تا 22/0 کربن، 45/0 تا 65/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم،65/1 تا 00/2 نیکل40/0 تا 60/0 ، کروم، 20/0 تا 30/0 مولیبدن
UNS.AISI- 4118H : 17/0 تا 23/0 کربن، 40/0 تا 70/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم، 55/1 تا 00/ 2 نیکل، 35/0 تا 65/0، کروم، 20/0 تا 30/0 مولیبدن
فولادهای مشابه( آمریکایی و یا غیر آمریکایی)
4320- UNS G41320;ASTM A 322,A331,A505,A 519;SAEJ404,J412,J770
4320H:UNS H43200;ASTM A304; SAE J 407
خصوصیات:
این فولاد در عملیات کربن دهی کاربرد زیادی دارد و در ساخت قسمتهای سنگین پینیون و اجزاء ماشین کاری استفاده می شود. به دلایل قابلیت سختی پذیری بالا می توان آن را تا HRC 40 سخت کرد، به دلیل هزینة بالای این فولاد در مقایسه با فولادهای کربن دهی و آلیاژی دیگر، کمتر از فولاد 4320H استفاده می شود. قابلیت آهنگری و جوشکاری خوبی دارد اما قابلیت ماشینکاری آن ضعیف است.
آهنگری
فولاد را حداکثر تا دمای 2275 ( 1245 ) حرارت میدهند و آن را در دمای کمتر از 1600( 870) آهنگری نمی کنند.
روش های عملیات حرارتی پیشنهادی
یکنواخت سازی
فولاد را تا دمای 1700 ( 925) حرارت می دهند و سپس در هوا سرد می کنند.
آنیل
معمولاٌ عملیات آنیل را برای ساختار های پرلیتی به کار نمی برند، از آنجایی که قابلیت ماشینکاری ساختار کاربید کروی بهتر است، در عملیات آنیل از این ساختار استفاده می شود. روش کار بدین صورت است که قطعه را بعد از یکنواخت سازی( به همراه آهنگری یا نوردکاری) تا دمای 1200 ( 775) سرد می کنند و به مدت 8 ساعت در این دما نگه می دارند.
سخت گردانی سطحی
عملیات کربن دهی این فولاد شبیه فولاد 4118H است. فولااد 4320H را میتوان کربرونیتروره کرد اما به ندرتاین پروسه انجام می شود. چرا که قطعات فولاد 4320H برای پروسه کربونیتروره مناسب نیست در صورت کاربرد، به عملیات کربونیتروره فولاد 4118H مراجعه شود.
بازپخت
قطعات کربورنیتروره کربن دهی شده فولاد4320H را همیشه بازپخت می کنند. دمای بازپخت باید حداقل 300 ( 150) باشد گاهی اوقات بمنظور افزایش چقرمگی، از دمای بازپخت بالاتری استفاده می شود که در این مورد سختی ممکن است کمتر شود.
ترتیب انجام مراحل کار
• آهنگری
• یکنواخت سازی
• آنیل( اختیاری)
• ماشینکاری خشن، و نیمه پرداخت
• کربن دهی سخت گردانی
• بازپخت
• ماشین کاری پرداخت( معمولاً سنگ زنی، در مناطق بحرانی از هر طرف بیشتر از 10 درصد از کل پوسته را نمیتوان برداشت)
ترکیب شیمیایی
UNS.AISI-4118 17/0 تا 22/0 کربن، 50/0 تا 70/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم،90/1 تا 20/1 نیکل350/0 تا 55/0 ، کروم، 15/0 تا 25/0 مولیبدن.
UNS.AISI- 4118H : 17/0 تا 23/0 کربن، 45/0 تا 75/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم، 85/0 تا 25/1نیکل، 30/0 تا 60/0، کروم، 15/0 تا 25/0 مولیبدن.
فولادهای مشابه( آمریکایی و یا غیر آمریکایی)
4720- UNS G47200;ASTM A274,A332,A331,A 519,A535 ;SAEJ404,J412,J770
4720H:UNS H47200;ASTM A304; SAE J 404
خصوصیات:
این فولاد شبیه فولاد 4620 H است. میزان کمبود نیکل در فولاد H 4720 با افزایش کروم جبران می شود بنابراین قابلیت سختی پذیری در این دو فولاد مشابه است سختی پس از تندسرمایی در هر دو بین 40 تا HRC 45 است بدلیل میزان نیکل کمتر و کروم بیشتر تمایل این فولاد در حفظ آستنیت در مراحل کربندهی بیش از فولاد 4620H است. در جایی که کربندهی موردنظر باشد فولاد 4720H جایگزین می شود.
آهنگری
قطعه حداکثر تا دمای 2250 ( 1230 ) حرارت داده می شو و زمانی که دمای کوره تقریباً به 1550 ( 845) رسید قطعه آهنگری نمی شود.
روشهای عملیات حرارتی پیشنهادی
یکنواخت سازی
قطعه تا دمای 1700 ( 925) حرارت داده می شود و سپس در هوا سرد می شود.
آنیل
قطعات( ماشین کاری) را قبل از ماشین کار یکنواخت کرده و یا تحت عملیات تک دما قرار می دهند، بدین ترتیب که قطعات را تا دمای 1500 ( 815) گرم کرده و تا دمای 1200 ( 650) سرد می کنند قطعات را به مدت 8 ساعت در این دما نگه می دارند.
سخت گردانی سطحی
به مراحل کربن دهی، کربونیتروره و بازپخت در فولاد 4118H مراجعه شود.
ترتیب انجام مراحل کاری
• آهنگری
• یکنواخت سازی
• آنیل( اختیاری)
• ماشینکاری خشن، و نیمه پرداخت
• سخت گردانی سطحی یا مستقیم
• بازپخت
ماشین کاری پرداخت( فقط قطعات کربن دهی شده)
ترکیب شیمیایی
UNS.AISI-411 13/0 تا 18/0 کربن، 40/0 تا 60/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم،25/3 تا 75/3 نیکل20/0 تا 30/0 ، مولیبدن.
UNS.AISI- 4118H : 12/0 تا 18/0 کربن، 30/0 تا 70/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم، 20/3 تا 80/3نیکل، 20/0 تا 30/0 مولیبدن.
فولادهای مشابه( آمریکایی و یا غیر آمریکایی)
4817- UNS G48170;ASTM A322,A331,A505 ;SAEJ404,J412,J770
4817H:UNS H48170;ASTM A304; SAE J 407
خصوصیات
آهنگری
قطعه حداکثر تا دمای 2275 ( 925) حرارت داده می شود و هنگامی که دما به زیر 1550 ( 925) رسید دیگر آهنگری ادامه پیدا نمی کند
روشهای عملیات حرارتی پیشنهادی
یکنواخت سازی
قطعه تا دمای 1700 ( 925) حرات داده می شود و سپس در هوا سرد می شود.
آنیل :
پس از یکنواخت سازی قطعه را تا دمای 1200 ( 650) حرارت میدهندف و به ازای هر اینچ ضخامت، قطعه را یک ساعت در ا ین دما نگه می دارند، سرعت سرد شدن از این به بعد دما، بحرانی نیست. ممکن است قطعه آنیل تک دما شود؛ بدین صورت که آن را تا دمای
1370 ( 745) حرارت داده و تا دمای F 1125 (C605) سرد می کنند و قطعات را به مدت 8 ساعت در این دما نگه میدارند.
سخت گردانی سطحی
به مراحل کربن دهی، در فولاد 4118H مراجعه شود این فولاد بندرت کربونیتروره می شود.
بازپخت
تمام قطعات این فولاد باید در دمای 300 ( 150) بازپخت شوند. اگر کاهش سختی مورد قبول باشد میتوان آن را در دماهای بالاتر بازپخت نمود. بازپخت این قطعات باعث انتقال آستنیت باقیمانده می شود.
ترتیب انجام مراحل کاری
• آهنگری
• یکنواخت سازی
• آنیل
• ماشینکاری خشن، و نیمه پرداخت
• سخت گردانی سطحی
• بازپخت
ماشین کاری پرداخت( فقط قطعات کربن دهی شده)
ترکیب شیمیایی
UNS.AISI-4817 18/0 تا 23/0 کربن، 50/0 تا 70/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم،25/3 تا 75/3 نیکل20/0 تا 30/0 ، مولیبدن.
UNS.AISI- 4820H : 17/0 تا 23/0 کربن، 40/0 تا 80/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم، 20/3 تا 80/3نیکل، 20/0 تا 30/0 مولیبدن.
فولادهای مشابه( آمریکایی و یا غیر آمریکایی)
4817- UNS G48170;ASTM A322,A331,A519 , A519,A535 ;SAEJ404,J412,J770
4817H:UNS H48200;ASTM A 304;SAE J407
خصوصیات:
جز مقدار کربن بالاتر، فولادهای 4815H و 4817H مشابه یکدیگرند خصوصیات این دو یکسان است سختی پس از تندسرمایی( سختی داخلی) در فولاد 4817H بالاتر است( تقریباً بین 36 تا HRC 43) قابلیت سختی پذیری در آنها تقریباً یکسان است در این فولاد جوشکاری ممکن است اما نیاز به پیشگرم و پسگرم شدن دارد .
آهنگری
قطعه حداکثر تا دمای 1550 ( 845) رسید دیگر آهنگری ادامه پیدا نمی کند.
روشهای عملیات حرارتی پیشنهادی
یکنواخت سازی
قطعه تا دمای 1700 ( 925) حرارت داده شده و سپس در هوا سرد می شود.
آنیل:
پس از یکنواخت سازی قطعه را تا دمای 1200 ( 650) حرارت می دهند و به ازای هر ا ینچ ضخامت، قطعه را یکساعت در این دما نگه می دارند. سرعت سردشدن از این به بعد دما بحرانی نیست. ممکن است بطور تک دما آنیل شود. بدین صورت که قطعه را تا دمای 1370 ( 745) حرارت داده و تا دمای 1125 ( 650)سرد می کنند و قطعات را به مدت 8 ساعت در این دما نگه می دارند.
سخت گردانی سطحی
به مراحل کربن دهی در فولاد 4118H مراجعه شود این فولاد بندرت کربورنیتروره می شود.
بازپخت
تمام قطعات این فولاد باید در دمای 300 ( 150) بازپخت شوند. اگر کاهش سختی مورد قبول باشد، میتوان آن را در دماهای بالاتر بازپخت نمود. بازپخت این قطعات باعث انتقال آستنیت باقیمانده می شود.
ترتیب انجام مراحل کاری
• آهنگری
• یکنواخت سازی
• آنیل
• ماشینکاری خشن، و نیمه پرداخت
• سخت گردانی سطحی
• بازپخت
ماشین کاری پرداخت( فقط قطعات کربن دهی شده)
ترکیب شیمیایی
UNS.AISI-4817 15/0 تا 20/0 کربن، 40/0 تا 60/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم،25/3 تا 75/3 نیکل20/0 تا 30/0 ، مولیبدن.
UNS.AISI- 4118H : 14/0 تا 20/0 کربن، 30/0 تا 70/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم، 20/3 تا 80/3نیکل، 20/0 تا 30/0 مولیبدن.
فولادهای مشابه( آمریکایی و یا غیر آمریکایی)
4820- UNS G48200;ASTM A322,A331,A505,A519,A535 ;SAEJ404,J412,J770
4820H:UNS H48200;ASTM A 304;SAE J407
خصوصیات
بطور کلی ویژگی های فولاد 4820H با فولادهای 4815H و 4817H یکسان است. به دلیل میزان کربن بالا ، سختی پس از تندسرمایی در فولاد 4820H بین 40 تا HRC 45 است. قابلیت سختی پذیری این فولاد نسبت به فولادهای 4817H و 4815H بالاتر است.
مرز سختی این فولاد در مقایسه با فولادهای 4816H و 4815H به سمت بالا جابجا می شود و این خصوصیت درمورد سایر فولادهای به شکل کربندهی شده صادق است. به همین دلیل تمایل زیادی برای باقیماندن آستنیت در سطح فولادهای کربندهی شدة 4820 و 4820H وجود دارد.
آهنگری
قطعه را حداکثر تا دمای 2275 ( 1245) حرکت می دهند و تقریباً در زیر دمای 1550 ( 845) آهنگری ا دامه پیدا می کند.
روشهای عملیات حرارتی پیشنهادی
یکنواخت سازی
قطعه را تا دمای 1700 ( 925) حرارت میدهند و سپس در هوا سرد میکنند.
آنیل
پس از یکنواخت سازی قطعه را تا دمای 1200 ( 650) حرارت میدهند و به ازای هر اینچ ضخامت قطعه را یک ساعت در این دما نگه میدارند سرعت سردشدن دما ازاین به بعد بحرانی نیست. ممکن قطعات بطور تک دما آنیل شود. بدین صورت که آن را تا دمای 1370 ( 745) حرارت داده و تا دمای 1125 ( 610) سرد می کنند و قطعات را به مدت 8 ساعت در این دما نگه میدارند.
سخت گردانی سطحی
به مراحل کربندهی فولاد 4118H مراجعه شود این فولاد بندرت کربونیتروره می شود.
بازپخت
تمام قطعات این فولاد باید در دمای 300 ( 150)بازپخت شود اگر کاهش سختی مورد قبول باشد، می توان قطعات را در دماهای بالا بازپخت نمود.بازپخت قطعات به انتقال آستنیت باقیمانده کمک می کند.
ترتیب انجام مراحل کاری
• آهنگری
• یکنواخت سازی
• آنیل
• ماشینکاری خشن، و نیمه پرداخت
• سخت گردانی سطحی
• بازپخت
ماشین کاری پرداخت( فقط قطعات کربن دهی شده)
ترکیب شیمیایی
UNS.AISI-4817 13/0 تا 18/0 کربن، 70/0 تا 90/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم،40/0 تا 70/0نیکل40/0 تا 60/0 کروم ، 15/0 تا 25/0 مولیبدن.
فولادهای مشابه( آمریکایی و یا غیر آمریکایی)
UN G86150;ASTM5333;ASTM A322, MIL SPCE MIL S- 866 ;SAEJ404, J770
خصوصیات
بجز میزان کربن کمتر بقیه خصوصیات آن مانند فولادهای 8620H و 8617H است بیشتردر ساختار قطعاتی که نیاز به کربن دهی و کربونیتره شدن دارند، بکار می رود. اگرچه قابلیت سختی پذیری در AISI برای این فولاد نوشته نشده است اما قابلیت سختی پذیری AISI برای این فولاد نوشته نشده است. اما قابلیت سختی پذیری AISI در آن مانند 86871H است( بدلیل میزان کربن کمتر، در 8615 پایین تر است.) سختی سطحی پس از تندسرمایی در 8615 معمولاً 35 تا HRC 40 است. قابل جوشکاری و آهنگری است همچنین قابلیت ماشین کاری آن نسبتاً خوب است.
آهنگری
قطعه حداکثر تا دمای 2275 ( 1245) حرارت داده میشود و زمانی که دما به زیر 1650 ( 900) رسید دیگر آهنگری نمی شود.
روشهای عملیات حرارتی پیشنهادی
یکنواخت سازی
قطعه تا دمای 1700 ( 925) حرارت داده شده و سپس در هوا سرد میشود.
آنیل
قطعات جهت بهبود خواص ماشینکاری نیاز به یکنواخت سازی و یا آنیل تک دما دارند.بدین ترتیب که قطعات را تا دمای 1625 ( 885)حرارت می دهند سپس به سرعت آن را تا دمای 1450 ( 790) حرارت میدهند سپس به سرعت آن را تا دمای 1225 ( 660) سرد می کنند وبه مدت 8 ساعت آن را در این دما نگه می دارند.
بازپخت
تمام قطعات که کربن دهی و کربونیتروره( سیانیدی)شده بدون از دست دادن خسختی سطحی در دمای 300 ( 150) بازپخت می شوند اگر، کاهش رد سختی مورد قبول باشد چقرمگی قطعه را با بازپخت در دمای 500 ( 260) افزایش می دهند.
ترتیب انجام مراحل کاری
• آهنگری
• یکنواخت سازی
• آنیل(در صورت نیاز)
• ماشینکاری خشن
• ماشین کاری نیمه پرداخت: سنگ زنی قطعات باید بگونه ای باشد که حداکثر 10 درصد از ضخامت پوسته بعد از کربن دهی پرداخت شود در بعضی نمونه ها قطعات کربونیتروره شده، در این مرحله کاملاً پرداخت می شوند.
• کربن دهی، کربونیتروره و تند سرمایی
• بازپخت
ترکیب شیمیایی
UNS.AISI 8617- 15/0 تا 20/0 کربن، 70/0 تا 90/0 منگنز، حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم،40/0 تا 70/0نیکل40/0 تا 60/0 کروم ، 15/0 تا 25/0 مولیبدن.
UNS,AISI,8617H 14/0 تا 20/0 کربن، 60/0 تا 95/0 منگنز، حداکثر حداکثر 035/0 فسفر، حداکثر 040/0 گوگرد، 15/0 تا 30/0 سیلیسیم،40/0 تا 70/0نیکل40/0 تا 60/0 کروم ، 15/0 تا 25/0 مولیبدن.
فولادهای مشابه (آمریکایی و یا غیر آمریکایی ) 8617: UNS G 86170; AMS 6272; SAE J 404, J 770, (W .Ger) DIN 1.6523;(Fr) AFNOR 20 NCD 2.22 NCD 2; ( Ital) UNI 20 NiCr2;Mo(Jap ) JIS SNCM 21 H , SNCM 21;(U.K)B.S 805 H 20, 805 M 20 .
8617H: UNS H86170;ASTM A304 SAE J 407 ; (W .Ger) DIN 1.6523;(Fr) AFNORD 20 NCD 2,22 NCD 2; (Ital) UNI 20 NiCrMo 2;(Jap) JIS SNCM 21 H , SNCM 21; (U.K) B.S 805 H 20, 805 M 20
خصوصیات:
فولاد چند آلیاژی Ni-Cr-Mo است که قابلیت کربندهی دارد. مانند فولادهای 8620H و 8622H برای قطعاتی که نیاز به سخت گردانی سطحی دارند، زیاد بکار نمی روند. بدون کربن دهی، سختی پس از تندسرمایی تقریباً 35 تا HRC 40 است. قابلیت سختی پذیری و آهنگری آن بالاست. جوشکاری آن با روش فولادهای آلیاژی امکان پذیر است. همچنین قابلیت ماشینکاری در آن نسبتاً خوب است.
آهنگری
قطعه حداکثر تا دمای 2275 ( 1245)حرارت داده می شود وزمانیکه دما تقریباً به زیر 1650 ( 900) رسید، دیگر آهنگری نمی شود.
روشهای عملیات حرارتی پیشنهادی
یکنواخت سازی
قطعه تادمای 1700 ( 925)حرارت داده شده و سپس در هوا سرد می شود.
آنیل
برای بهبود خواصماشین کاری قطعات را یکنواخت سازی می کنند و یا قطعه را تا دمای 1225 ( 660) سرد می کنند و به مدت 4 ساعت در این دما نگه می دارند روشیگر آن است که قطعه را تا دمای 1450 ( 790) حرارت می دهند سپس به سرعت آن را تا دمای 1225 ( 660) سرد کنند و به مدت 8 ساعت دراین دما نگه دارند.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 81 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
در این مقاله ی کاربردی با فرمت Pdf تشکیل ترکیبات بین فلزی در اتصال آلیاژ Zircaloy-4 به فولاد زنگ نزن 321 به روش لحیم کاری سخت مورد تحقیق و پژوهش قرار گرفته است
