عملیات حرارتی

نقش عملیات حرارتی در صنعت

اگرچه اکثر مردم نمی دانند عملیات حرارتی چیست، اما در واقع بخش مهمی از فرآیند تولید است. به این دلیل که عملیات حرارتی اجازه می دهد تا یک قطعه فلزی بهبود یابد تا مواد در برابر سایش و پارگی بهتر مقاومت کنند.  به عنوان مثال، بسته به آنچه که ماده برای عملکرد مناسب نیاز دارد، ممکن است از عملیات حرارتی برای قوی‌تر، سخت‌تر، بادوام‌تر یا انعطاف‌پذیرتر کردن آن استفاده کنید. برخی از صنایع قابل توجهی که عملیات حرارتی در آنها نقش مهمی ایفا می کند عبارتند از هواپیما، خودرو، کامپیوتر، فضاپیما، ارتش و صنعت نفت و گاز.

برای دستیابی به اثر مورد نظر، فلز یا آلیاژ را تا دمای مشخصی که گاهی اوقات تا 2400 درجه فارنهایت گرم می کند، گرم می کنند، برای مدت معینی در آن دما نگه می دارند و سپس سرد می شوند.

در حالی که در حال انجام عملیات حرارتی است، ساختار فیزیکی فلز که ریزساختار نیز نامیده می شود، تغییر می کند و در نهایت منجر به تغییر خواص فیزیکی آن می شود. مدت زمان خیساندن فلز را «زمان خیساندن» می‌گویند. مدت زمان خیساندن نقش مهمی در ویژگی‌های فلز دارد، زیرا فلزی که برای مدت طولانی خیسانده می‌شود، تغییرات ریزساختاری متفاوتی نسبت به فلز خیسانده می‌بیند. برای مدت زمان کوتاه تری فرآیند خنک سازی پس از زمان خیساندن نیز در نتیجه فلز نقش دارد.

فلز ممکن است به سرعت خنک شود که به آن کوئنچ می گویند یا به آرامی در کوره خنک شود تا مطمئن شود به نتیجه مطلوب می رسد. ترکیبی از دمای خیساندن، زمان خیساندن، دمای خنک شدن و مدت زمان خنک شدن، همگی در ایجاد خواص مطلوب در یک فلز یا آلیاژ نقش دارند. هنگامی که فلز در طی فرآیند تولید تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد، مشخص می کند که چه ویژگی هایی تغییر می کند و حتی ممکن است برخی از فلزات چندین بار تحت عملیات حرارتی قرار گیرند.

دانستن اینکه در چه دماهایی باید فلزات را گرم و سرد کنید، و همچنین اینکه هر مرحله از فرآیند برای یک فلز یا آلیاژ خاص چقدر طول می کشد، بسیار پیچیده است. به همین دلیل، دانشمندان و متخصصین مواد موسوم به متالورژیست ها، اثرات گرما بر فلز و آلیاژها را مطالعه می کنند و اطلاعات دقیقی در مورد نحوه انجام صحیح این فرآیندها ارائه می دهند. تولیدکنندگان به این اطلاعات تکیه می کنند تا مطمئن شوند که قطعات فلزی آنها در پایان فرآیند دارای خواص صحیح هستند.

بدون عملیات حرارتی فلز، به ویژه فولاد، قطعات فلزی برای همه چیز از هواپیما گرفته تا رایانه به درستی کار نخواهند کرد، یا حتی ممکن است در وهله اول وجود نداشته باشند. به ویژه قطعات فلزی غیر آهنی بسیار ضعیف تر خواهند بود. آلیاژهای آلومینیوم و تیتانیوم و همچنین برنز و برنج همگی از طریق عملیات حرارتی تقویت می شوند.

بسیاری از این فلزات در تولید خودروها، هواپیماها و سایر محصولاتی که نه تنها برای عملکرد بلکه برای ایمنی نیز به فلزات قوی متکی هستند، استفاده می شود. از آنجایی که فلزات عملیات حرارتی شده اغلب قوی‌تر از فلزات عملیات حرارتی نشده هستند، پردازش قطعات فلزی از قبل از خوردگی جلوگیری می‌کند، که منجر به تعویض قطعات فلزی گران‌قیمت بعداً یا به دفعات زیاد نخواهد شد. این باعث می شود که ماشین ها ارزان تر و کارآمدتر کار کنند و از بروز مشکلات جلوگیری می کند. اگر تمایل دارید مطالب بیشتری در رابطه با عملیات حرارتی بدست آورید حتما این لینک را مطالعه نمایید.