آبدهی (متالورژی): تفاوت میان نسخه‌ها

در متالورژی کوئنچ کردن {{به انگلیسی|Quenching}} به فرآیندی تلقی میشودمی‌شود که در آن قطعه کار پس از گرم شدن در یک دمای معین و در یک زمان حساب شده، به سرعت سرد میشودمی‌شود که با توجه به خواص مکانیکی مد نظر این سرد شدن در آب یا روغن و یا در هوا صورت میپذیرد. کوئنچ کردن یک عملیات حرارتی میباشدمی‌باشد که از فرآیندها و تغییرات نامطلوبی که در فلزات در دماهای پایین رخ میدهد؛ مانند تغییر فاز، جلوگیری مینماید. این مهم از طریق کاهش زمان سرد کردن فلزات و یا افزایش [[نرخ سرد شدن]] صورت میگیرد.

از جمله تغییراتی که در حین فرآیند کوئنچ کردن صورت میگیرد میتوانمی‌توان به کاهش اندازه دانه‌ها اشاره نمود که این موضوع هم برای مواد فلزی و هم برای مواد پلاستیکی صورت میپذیرد. از دیگر تغییرات این فرآیند افزایش [[سختی|سختی مواد]] میباشدمی‌باشد.

[[پرونده:Phase diag iron carbon.PNG|بندانگشتی|نمودار تعادلی آهن-کربن]]همانطور که بیان شد این جهت افزایش استحکام و سختی مواد به کار میرود. اگر بطوربه‌طور ویژه [[فولاد]] را مورد بررسی قرار دهیم و بتوان به شکلی شرایط سرد شدن مذاب فولاد را تنظیم کرد که مطابق با [[نمودار تعادلی]] خود سرد شود در نهایت به فاز [[پرلیت]] و درصورتی که درصد کربن بالاتری داشته باشیم ممکن است فاز [[لدبوریت]] جامد، تشکیل میشودمی‌شود. فاز پرلیت نیز خود از دو فاز [[فریت]] و [[سمنتیت]] تشکیل میشودمی‌شود که برای درصد [[کربن|کربن‌]]<nowiki/>های زیر حدود 0.16% فاز اکثریت فریت میباشدمی‌باشد و برای بالای این مقدار فاز اکثریت سمنتیت است. اصطلاحا به حالت زیر 0.16% کربن سمنتیت تشکیل شده در فریت و بالای آن را فریت تشکیل شده در سمنتیت گویند. فاز سمنتیت از استحکام کافی و مناسبی برخوردار است در صورتی که فاز فریت یک فاز نرم میباشدمی‌باشد. بطوربه‌طور کلی فاز پرلیت شتکیل شده قابلیت تحمل تنش‌های بالا را ندارد و میبایست برای بسیاری از کاربردهای فولاد استحکام آن را افزایش داد.<ref>{{یادکرد کتاب|عنوان=عملیات حرارتی فولادها|نام خانوادگی=گلعذار|نام=محمدعلی|ناشر=مرکز نشر دانشگاه صنعتی اصفهان|سال=1391|شابک=|مکان=|صفحات=}}</ref>

کوئنچ کردن یک فرآیند غیر تعادلی میباشدمی‌باشد که غالبا جهت افزایش استحکام فولادها مورد استفاده قرار میگیرد، بدین صورت که فلزات از فاز [[اوستنیت|آستنیت]] و از منطقه [[یوتکتوئید]] به سرعت سرد شده و به موجب آن فاز مارتنزیت شکل میگیرد. تسریع فرآیند استحکام بخشی فولادها وابسته به دمای شروع تشکیل [[مارتنزیت]] و دما پایان تشکیل مارتنزیت میباشدمی‌باشد. به کمک افزودن برخی عناصر مانند [[مولیبدن|مولبیدن]]، [[کروم]]، [[نیکل|نیک]]<nowiki/>[[نیکل|ل]]، [[سیلیسیم|سیلسیوم]] و[[تنگستن]] میتوانمی‌توان دمای تشکیل فاز مارتنزیت را کاهش داد<ref>{{یادکرد کتاب|عنوان=اصول علم مواد|نام خانوادگی=تویسرکانی|نام=حسین|ناشر=مرکز نشر دانشگاه صنعتی اصفهان|سال=1390|شابک=978-964-8476-45-3|مکان=|صفحات=}}</ref>. انجام این فرآیند در فولادها علاوه بر افزایش استحکام موجب افزایش سختی آن شده اما [[چقرمگی]] فولادها را کاهش میدهد.

میزان افزایش استحکام فولادها وابسته به نرخ سرد شدن این فرآیند میباشدمی‌باشد که در صورتی که نرخ سرد شدن خیلی بالا باشد امکان شکست فولاد پس از سرد شدن و بدون ضربه وارد کردن وجود دارد.

به طوربه‌طور معمول این میزان استحکام بدلیلبه دلیل چقرمگی پایین موجود مورد استفاده قرار نمیگیرد و برای قابل استفاده شدن فولادهای کونچ شده از فرآیند [[برگشت دادن|تمپر]] یا بازگشت استفاده مینمایند تا خواص مکانیکی مطلوب بطوربه‌طور کامل حاصل شود.

بهترین روش برای توصیف درست یک فرآیند پیچیده کوئنچ استفاده کردن از نمودارهای غیر تعادلی آن آلیاژ است که تحت شرایط کنترل شده تهیه شده استشده‌است. نمودارهای غیر تعادلی تاثیرتأثیر پذیری بالایی از پارامترهایی که در بالا عنوان شد دارند. این نمودارها با تهیه نمونه‌های مشابه از آلیاژ مد نظر و تحت دماهای تعیین شده تهیه میشوندمی‌شوند. به کمک یک ثبت‌کننده با سرعت بالا و ترموکوپلها، دمای نمونه‌ها که تحت شرایط مخلف سرد میشوندمی‌شوند ثبت و در نهایت یک نمودار دما-زمان تهیه میشودمی‌شود. به طوربه‌طور کلی دو نوع نمودار غیر تعادلی برای آلیاژها در نظر گرفته میشودمی‌شود. یکی نمودار غیر تعادلی در شرایط هم دما میباشدمی‌باشد که تحت عنوان نمودار TTT شناخته شده و دیگری نمودار تعادلی با سرد شدن پیوسته میباشدمی‌باشد که تحت عنوان نمودار CCT شناخته میشودمی‌شود. غالبا از نمودار هاینمودارهای CCT در فرآیندهای کوئنچ به جهت عدم نیاز به کنترل و نگه داشتن دما، استفاده میشودمی‌شود. به کمک این نمودارها و با دانستن سرعت سرد شدن آلیاژ مد نظر در محیط کوئنچ، مدت زمان عملیات کوئنچ و دمای شروع عملیات میتوانمی‌توان فاز نهایی تشکیل شده در آلیاژ جامد شده را تعیین نمود. لازم به ذکر است علاوه بر موارد ذکر شده در بخش '''پارامترهای موثرمؤثر در فرآیند کوئنچ''' مواردی از قبیل اضافه کردن عناصر خارجی به آلیاژ و تغییر نسبت حجمی عناصر سازنده آلیاژ نیز در نمودارهای غیر تعادلی موثرمؤثر است و باعث حرکت و جابه‌جایی این نمودارها میشودمی‌شود.