تنش زدایی

تنش زدایی (Stress relieving) فولادها قبل از سختکاری، یک عمل مفید است. اگر این کار به درستی انجام شود، مقدار زیادی از تنشهای مکانیکی که در اثر تغییر شکل سرد، برشکاری و ماشینکاری در قطعه کار ایجاد شده است را می‌توان از بین برد. تنش‌زدایی قطعات پس از خشن‌تراشی (Heavy machining) می‌تواند به رفع مشکلاتی نظیر ابعادی و اعوجاج که پس از سختکاری آنها ممکن است بروز کند ، کمک نماید.

مراحل اصلی تنش‌زدایی برای فولادهای آلیاژی، فولادهای ابزار و تندبر، (در حالت آنیل شده) به شرح زیر است:

1.       قطعه کار را به آرامی و به صورت یکنواخت تا دمای (1200-1250^oF(649-677^oC) گرم کنید،

2.       قطعه کار را در این دما، به مدت 1-2hr به ازای هر اینچ (25.4mm) ضخامت، نگهدارید و

3.       قطعه کار را در کوره به آرامی خنک کنید (کوره را خاموش کرده و به حال خود رها کنید) تا به دمای محیط برسد. دقت کنید که گرم کردن و سرد کردن قطعات (مخصوصاً‌ قطعات با فرمهای پیچیده)‌ را به صورت یکنواخت انجام دهید. اگر سرد شدن قطعه کار با سرعت غیریکنواخت انجام شود، تنشهای جدیدی در‌ آن به وجود می‌آید که بعضاً از تنشهای اولیه قطعه کار نیز بیشتر خواهد بود.

تنشهای ورودی به قطعات در عملیات حرارتی، ممکن است با هم ترکیب شده و باعث ایجاد اعوجاج زیادی در قطعات گردند و در آنها خمش (Bending)، کمانی شدن (Bowing)، پیچش (Twisting) و ترک به وجود آورند. روش تنش‌زدایی فولادهای ابزار ساده است، ولی اگر زمان نگهداری قطعه کار در دمای تنش‌زدایی و یکنواختی سرعت گرم کردن سرد کردن رعایت نشود، ممکن است مسایل جدیدی در فولاد به وجود آید.

پس از تنش‌زدایی، لازم است که قطعات دوباره اندازه‌گیری شوند. اگر بعضی از ابعاد به دلیل عملیات تنش‌زدایی تغییر کرده باشد، می‌توان آنها را با یک عملیات ماشینکاری سبک اصلاح نمود. بنابراین بهتر است به هنگام خشن‌تراشی، ابعاد قطعه کار را کمی بزرگ‌تر در نظر گرفت که در صورت نیاز بتوان پس از تنش‌زدایی، ابعاد را کامل کرد.

پیش‌گرم کردن قبل از سختکاری

تقریباً در همه کتب و متون مربوط به فرآوری فولادها، توصیه شده است که بلافاصله قبل از گرم کردن قطعه کار برای سختکاری، آن را به دقت پیش‌گرم (Preheat) کرد. در صورتی که بر روی قطعه کار، عملیات تغییر شکل سرد قابل توجهی انجام نشده باشد ودمای سختکاری قطعه کار نیز پایین تر از 1600 ⁰F (871⁰C) یا بالاتر باشد، توصیه می‌شود برای جلوگیری از وارد شدن شوک حرارتی، گرم شدن یکنواخت قطعه کار، کاهش پوسته‌های سطحی و کربن‌زدایی فولاد و حفظ ثبات ابعادی قطعه کار، ابتدا عملیات پیش‌گرم انجام شود. همچنین اگر بر روی قطعه کار عملیات تغییر شکل سرد قابل توجهی انجام شده است، یا در شرایط آنیل کامل نباشد و یا شکلی پیچیده، با فرم های تنش‌زای فراوان دارد، نیز حتما باید عملیات پیش‌گرم را بر روی آن انجام داد.

پیش‌گرم کردن فولاد از سختکاری مزایایی به شرح زیر دارد:

·     کاهش تنشهای مکانیکی( حاصل از تغییر شکل سرد) و تنشهای حرارتی (حاصل از سرد و گرم شدن قطعه کار) که ممکن است این تنشها باعث اعوجاج یا ترک در سختکاری شوند.

·         کاهش پوسته و کربن‌زدایی در قطعه کار

·         بهبود یکنواختی حرارت به هنگام تغییر ساختار فولاد به هنگام آستنیته شدن

·         کاهش زمانی که قطعه کار در معرض دمای زیاد سختکاری قرار می گیرد و

·         بهبود ثبات ابعادی (ایجاد مقاومت در برابر خمش، گمانی شدن و پیچش) در قطعه کار به هنگام سختکاری.

ملاحظه می‌شود که عملیات پیش‌گرم برای قطعاتی که فرم پیچیده با قسمت‌های تنش‌زا نظیر گوشه‌های تیز، تغییر در سطح مقطع، مجاورت دیواره‌های نازک با دیواره‌ها ضخیم، سوراخ‌های زیاد، دیواره‌های خیلی نازک و قسمت‌های طویل و باریک دارند، بسیار سودمند خواهد بود.

زمان نگهداری در دمای آستنیته کردن

تولید کنندگان فولادهای ابزار دمای مناسب برای آستنیته کردن فولادها را برای به دست آوردن حداکثر سختی و ریز کردن دانه‌بندی، همچنین زمان نگهداری فولاد در این دما را، که برای آستنیته شدن کامل و حل شدن کاربایدها و عناصر آلیاژی فولاد لازم است، منتشر می‌کنند. جدول 8-8 نمونه‌ای از این مشخصات را برای چند نوع فولاد ملاحظه می‌کنید. 

منبع: وبلاگ سیمرغ سعادت