تفاوت میان نسخه‌های «برگشت دادن»

۸٬۵۴۳ بایت حذف‌شده ،  ۶ ماه پیش
بدون خلاصه ویرایش
جز
[[پرونده:Tempering colors in steel.jpg|بندانگشتی|237x237px|یک قطعه فولادی با تمپر موضعی. رنگ‌های مختلف نشان می‌دهند که فولاد در هر نقطه تا چه دمایی بالا رفته‌است. رنگ کاهی روشن دمای ۲۰۴ درجه سلسیوس و آبی روشن نشاندهنده دمای ۳۳۷ درجه سلسیوس است.<ref>''Light, its interaction with art and antiquities'' By Thomas B. Brill - Plenum Publishing 1980 Page 55</ref><ref>Andrews, Jack (1994). ''New Edge of the Anvil: a resource book for the blacksmith. pp. 98–99''</ref>]]'''برگشت دادن''' یا '''تمپر کردن''' {{به انگلیسی|Tempering}} یک [[عملیات حرارتی]] است که برایدر افزایشآن [[چقرمگیفولاد]] [[آلیاژ]]<nowiki/>هایسختکاری پایه-آهنیا ازنرماله آنشده، استفادهمعمولا می‌شود.تا ایندمایی فرایندکمتر معمولاًاز بعددمای ازبحرانی انجامپایین فرایندگرم سختکاری،شده و با نرخ مناسبی خنک می شود. این کار عمدتا برای کاهشافزایش [[سختیشکل‌پذیری|شکل پذیری]] اضافهو [[چقرمگی]] انجام می‌شودمی شود، اما می تواند با هدف افزایش اندازه دانه های ماتریس نیز انجام شود. درفولادها پس از سختکاری به این فراینددلیل فلزتوسط تاگرمایش دماییمجدد کمترتمپر ازمی دمایشوند نقطهکه بحرانیترکیب حرارتخاصی دادهاز شدهخواص مکانیکی ایجاد گردد و برایهمچنین مدتتنش معینیهای درایجاد آنشده دمااز نگهعملیات داشتهکوئنچینگ می‌شود،آزاد پسشده ازو آنپایداری اجازهابعادی دادهایجاد می‌شودگردد. قطعهمعمولا دراگر هوایقطعه بیرونای بهاز آهستگیدمایی خنکبالاتر شود.از دمای دقیقبحرانی میزانبالا سختی[[آبدهی حذف(مکانیک)|کوئنچ]] شدهشود آن را تعیینتمپر می‌کندمی وکنند، همبا بهاین ترکیبحال خاصممکن آلیاژاست واز هماین بهعملیات خصوصیاتبرای موردتنش نظرزدایی درقطعات محصول[[جوشکاری]] نهاییشده بستگییا دارد.آزادسازی بهتنش عنوانهای مثال،القاشده ابزارهایتوسط بسیارفرایندهایی سختمانند اغلب[[شکل‌دهی در(فلزکاری)|شکل دماهایدهی]] پایینو تمپر[[ماشین‌کاری|ماشینکاری]] می‌شوند،نیز درانجام حالیشود.<ref کهname=":0">{{یادکرد فنرهاکتاب|عنوان=ASM درHandbook, دماهایVolume بسیار4|نویسنده=ASM بالاتریInternational. تمپرHandbook می‌شوند.Committee|ISBN=0871703793|سال=1990}}</ref>
 
== تاریخچه برگشت دادن ==
برگشت دادن یک عملیات حرارتی باستانی است. قدیمی‌ترین نمونهٔ [[مارتنزیت]] تمپر شده یک تبر است که در [[جلیل]] یافت شده‌است، که مربوط به ۱۱۰۰ تا ۱۲۰۰ سال قبل از میلاد است.<ref>''Tool steels'' By George Adam Roberts, George Krauss, Richard Kennedy, Richard L. Kennedy - ASM International 1998 Page 2</ref> این فرایند در سراسر جهان، از آسیا تا آفریقا استفاده می‌شده‌است. در مدت زمان روش‌های بسیاری برای خنک کردن قطعه برای [[کوئنچ کردن|کوئنچ]] کردن آن امتحان شده‌اند، مانند کوئنچ کردن با پیشاب، خون یا فلزاتی مانند جیوه یا سرب، اما فرایند برگشت دادن نسبتاً در طول زمان تغییری نکرده‌است. این فرایند اغلب با کوئنچ کردن اشتباه گرفته می‌شده و یک اصطلاح برای توصیف هر دو فرایند مورد استفاده بوده‌است. در سال ۱۸۸۹ میلادی، [[سر ویلیام چندلر رابرتز آستین]] نوشته‌است :"هنوز لغات "آب دیدن"،"برگشت دادن" و"سخت کردن"، حتی در نوشته‌های منابع برجسته، گیج کننده هستند. من برگشت دادن را به عنوان نرم کردن معرفی می‌کنم."<ref>{{Cite journal|date=2018-02-06|title=Roberts-Austen, Sir William Chandler (1843–1902)|url=http://dx.doi.org/10.1093/odnb/9780192683120.013.35772|journal=Oxford Dictionary of National Biography|publisher=Oxford University Press}}</ref>
 
== متغیرهای اصلی ==
== روش انجام برگشت دادن ==
متغیرهای مرتبط با تمپرینگ که بر [[ریزساختار]] و خصوصیات مکانیکی یک فولاد تمپرشده تأثیر می گذارند عبارتند از<ref name=":0" />:
در این فرایند فلز تا دمایی پایین‌تر از [[دمای استحاله]] (معمولا کمتر از ۷۰۰ درجه سانتی گراد)<ref>{{یادکرد وب|عنوان=تمپر کردن (برگشت) - Tempering|نشانی=http://www.packmangroup.com/content/1347/تمپر+کردن+(برگشت)+-+Tempering|وبگاه=www.packmangroup.com|بازبینی=2019-04-14}}</ref> برای مدت مشخصی گرم می‌شود و سپس در دمای محیط خنک می‌شود.<ref name="Tempering metallurgy">{{Cite journal|date=2019-03-17|title=Tempering (metallurgy)|url=https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Tempering_(metallurgy)&oldid=888217472|journal=Wikipedia|language=en}}</ref> در اثر باز پخت تنش‌های داخلی کاهش یافته یا حذف می‌شوند و بنابراین استحکام ضربه ای افزایش می‌یابد (شکنندگی کم می‌شود). در عوض سختی و استحکام قطعه سخت شده تا حدودی کاهش خواهد یافت. برای به دست آوردن خواص مکانیکی مورد رضایت با هزینه پایین در این فرایند، مدلسازی ریاضی اهمیت بالایی داد.
 
* دمای تمپرینگ
=== شرایط مختلف انجام ===
* زمان نگهداری قطعه در دما
دما و زمان حرارت دادن به ابعاد قطعه و [[خواص مکانیکی مواد|خواص مکانیکی]] مورد نظر بستگی دارد. انجام عملیات برگشت دادن با شرایط مختلف نتایج مختلفی را در پی خواهد داشت. به عنوان مثال: شاعری و همکارانش به بررسی شرایط مختلف عملیات حرارتی بر تغییرات ریزساختاری و سختی فولادهای کم کربن ـ پرکروم پرداخته‌اند. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد، افزایش دمای تمپر منجر به کاهش میزان آستنیت باقیمانده در ریزساختار و افزایش سختی تا حد معینی می‌گردد.<ref>محمد حسین شاعری، سعید شبستری، حسن سقفیان "بهینه‌سازی سیکل عملیات حرارتی فولادهای
* نرخ خنک کاری از دمای تمپرینگ
* ترکیب شیمیایی فولاد، شامل درصد کربن، درصد عناصر آلیاژی و سایر عناصر
 
در یک فولاد که توسط کوئنچ کردن ریزساختاری عمدتا [[مارتنزیت|مارتنزیتی]] در آن ایجاد شده است، شبکه آهن توسط اتم های کربن آسیب دیده است، و همین موضوع باعث بالا رفتن سختی فولادهای کوئنچ شده، می شود. در هنگام گرم شدن، اتم های کربن پخش شده و در مراحل مختلفی واکنش می دهند تا در نهایت [[سمنتیت|کاربید آهن]] (Fe3C) و یا سایر کاربیدهای آلیاژی در یک ماتریس فریتی شکل بگیرد که با گذشت زمان تنش آن کاهش می یابد. خواص فولاد تمپرشده در درجه اول از روی اندازه، شکل، ترکیب و توزیع کاربیدهایی که تشکیل می شوند، تعیین می شود. سختکاری محلول-جامد [[فریت]] نیز سهم نسبتا کمی در خواص فولاد تمپر شده دارد. این تغییرات در میکروساختار باعث کاهش [[سختی]]، [[استحکام تسلیم]]، و استحکام نهایی شده، اما چقرمگی و شکل پذیری را افزایش می دهد.<ref name=":0" />
کم کربن کروم بالا (FMU29) مورد استفاده در آستری آسیابها" نهمین سمینار مهندسی سطح و
 
=== جستارهای وابسته ===
عملیت حرارتی ایران، 1387.</ref> در تحقیق دیگری، بزرگ نژاد و همکارانش تأثیر دمای تمپر در محدوده ۶۰۰–۳۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۷–۳ ساعت را مورد بررسی قرار داده‌اند. نتایج نشان داده‌است، دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۵ ساعت بالاترین سختی را به دست می‌دهد که مربوط به شرایطی است که کمترین درصد آستنیت باقیمانده در ریزساختار تشکیل شده‌است.<ref>مهدی بزرگ‌نژاد نوبیجاری، میکائیل عیسی‌خانی زکریا، حسن سقفیان، سعید شبستری "کاهش
 
آستنیت باقیمانده با استفاده از بهینه‌سازی دمای آستنیته کردن و تمپر فولاد کروم ـ مولیبدن دار
 
FMU29 مورد استفاده در آستری آسیابها" پنجمین همایش مشترک انجمن مهندسی متالورژی و
 
جامعه علمی ریخته‌گری ایران، 1390.</ref>
 
تأثیر دمای تمپر بر سختی فولاد متوسط کربن ـ پرکروم در جدول (۱) نشان داده شده‌است. همان‌طور که مشاهده شود با افزایش دما از ۴۵۰ تا ۵۵۰ درجه سانتیگراد سختی افزایش یافته‌است. در ۶۰۰ درجه سانتیگراد سختی کاهش یافته که این به دلیل کاهش چگالی نابجایی‌ها، حذف تنشهای داخلی و همچنین کاهش سختی مارتنزیت تمپرشده می‌باشد.<ref>{{Cite journal|last=Bakhsheshi-Rad|first=Hamid Reza|last2=Monshi|first2=Ahmad|last3=Monajatizadeh|first3=Hossain|last4=Idris|first4=Mohd Hasbullah|last5=Abdul Kadir|first5=Mohammed Rafiq|last6=Jafari|first6=Hassan|date=2011-12|title=Effect of Multi-Step Tempering on Retained Austenite and Mechanical Properties of Low Alloy Steel|url=http://dx.doi.org/10.1016/s1006-706x(12)60009-0|journal=Journal of Iron and Steel Research International|volume=18|issue=12|pages=49–56|doi=10.1016/s1006-706x(12)60009-0|issn=1006-706X}}</ref> در نتیجه با افزایش دمای تمپر، سختی کاهش می‌یابد.
{| class="wikitable sortable"
|+جدول۱-سختی نمونه‌های تمپر شده<ref>{{یادکرد وب|عنوان=بررسی تأثیر عملیات کوئنچ و تمپر بر مشخصات ریزساختاری و خواص سایشی فولاد|نشانی=http://www.seven-diamonds.com/fa/2014-03-12-15-59-1/مقالات-هفت-الماس/123-بررسی-تأثیر-عملیات-کوئنچ-و-تمپر|وبگاه=www.seven-diamonds.com|بازبینی=2019-04-14|archiveurl=https://web.archive.org/web/20170724050722/http://www.seven-diamonds.com/fa/2014-03-12-15-59-1/%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D9%87%D9%81%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%A7%D8%B3/123-%D8%A8%D8%B1%D8%B1%D8%B3%DB%8C-%D8%AA%D8%A3%D8%AB%DB%8C%D8%B1-%D8%B9%D9%85%D9%84%DB%8C%D8%A7%D8%AA-%DA%A9%D9%88%D8%A6%D9%86%DA%86-%D9%88-%D8%AA%D9%85%D9%BE%D8%B1|archivedate=۲۴ ژوئیه ۲۰۱۷|dead-url=yes}}</ref>
|دمای تمپر (درجه سانتی گراد)
|۶۰۰
|۵۵۰
|۵۰۰
|۴۵۰
|-
|سختی([[HRC]])
|۴۳
|۴۷
|۴۶
|۴۵
|}
همچنین با افزایش درجه حرارت تمپر، استحکام کششی و استحکام تسلیم به تدریج کاهش می‌یابد اما درصد ازدیاد طول نسبی و درصد کاهش سطح مقطع نسبی به تدریج افزایش می‌یابد.<ref>{{Cite journal|last=رفیعی|first=کرامت|last2=نقیان|first2=علی|last3=امینی|first3=کامران|last4=سلطانی|first4=محمد علی|date=2010-05-22|title=تأثیر دمای تمپر بر سختی و خواص کششی فولاد API 5CT T95|url=http://ma.iaumajlesi.ac.ir/article_510349.html|journal=فرآیندهای نوین در مهندسی مواد|language=en-US|volume=4|issue=1|pages=67–71|issn=2423-3226}}</ref>
 
== تمپرکردن موضعی ==
[[پرونده:Sword parts numbered.svg|بندانگشتی|245x245پیکسل|نمونه شمشیرهای ژاپنی که تحت فرایند differensial tempering ساخته می‌شده‌اند.]]{{اصلی|عملیات حرارتی موضعی}}
این روش این امکان را فراهم می‌کند که قسمت‌های مختلف قطعه به مقدارهای مختلف برگشت داده شوند. این شیوه معمولاً برای ساخت چاقو و شمشیر استفاده می‌شوند تا در حالی که لبهٔ مستحکمی دارند، مرکز آن‌ها نرم‌تر باشد. این روش در آسیا معمول بوده‌است، مانند شمشیر سازی‌های ژاپن.<ref name="Tempering metallurgy" />
 
== کاربردهای برگشت دادن ==
بعد از انجام فرایند سخت شدن، به علت تنش‌های ایجاد شده در ضمن سرد شدن، تقریباً تمام قطعات ترد و شکننده می‌شوند. از این رو مگر در مواردی خاص مانند زمانی که سختی زیادی مورد نیاز باشد، از عملیات برگشت دادن استفاده می‌شود. در اثر بازپخت تنش‌های داخلی کاهش یافته یا حذف می‌شوند و بنابراین استحکام ضربه ای افزایش می‌یابد (شکنندگی کم می‌شود)، در عوض سختی و استحکام قطعه سخت شده تا حدودی کاهش خواهد یافت.<ref name="onlineword.ir">{{یادکرد وب|عنوان=دانلود مقاله رایگان تمپر کردن فولاد آبدیده|نشانی=https://www.onlineword.ir/download/12637/دانلود-مقاله-رایگان-تمپر-کردن-فولاد-آبدیده|وبگاه=آنلاین پیپر|بازبینی=2019-04-14|کد زبان=fa-IR}}</ref>
 
[[کوئنچ کردن]] و برگشت دادن برای به دست آوردن حداکثر چقرمگی و شکل‌پذیری در سختی و استحکام مشخصی استفاده می‌شود. برای به دست آوردن خواص مکانیکی مورد رضایت با هزینه پایین در این فرایند، مدلسازی ریاضی اهمیت بالایی داد. سختی توزیع شده در قطعه بعد از کوئینچ کردن و برگشت دادن قابل پیش‌بینی است.<ref>{{یادکرد وب|عنوان=ScienceDirect|نشانی=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1875389213006627|وبگاه=www.sciencedirect.com|بازبینی=2019-04-14}}</ref>
 
=== برگشت دادن برنج‌های آلیاژِی ===
همچنین برنج‌های آلیاژی با درصد روی بالا دارای فازها و ریز ساختارهای متفاوتی هستند که با اعمال عملیات حرارتی کوئنچ و تمپرینگ، نوع و درصد حجمی این فازها تغییر کرده و خواص متنوعی ایجاد می‌شود که بی شباهت به رفتار فولادها نمی‌باشد.
 
=== برگشت دادن فولاد ===
کوئنچ کردن باعث ایجاد تنش‌های داخلی در قطعات و در نتیجه موجب ایجاد تردی و شکنندگی در آنها می‌شود. به همین علت به جز در مواردی که سختی بسیار بالایی مورد نیاز باشد، از فولادهای کوئنچ شده استفاده نمی‌شود. در این مرحله، می‌بایست فولاد قبل از استفاده تمپر شود. با انجام این عملیات روی آلیاژهای سخت شده، خواص مکانیکی آلیاژ تعدیل می‌شود.
 
دمای تمپر مناسب فولادهای کربنی و کم آلیاژ را با توجه به ترکیب شیمیایی آن‌ها و سختی نهایی مورد نظر می‌توان به‌طور تقریبی مشخص کرد. در این روش از فرمول ارائه شده توسط [[گرون وجف]] استفاده می‌شود که در آن فرض شده فولاد بعد از سریع سرد شدن عمدتاً ساختار مارتنزیتی دارد.<ref name="onlineword.ir"/>
 
=== جستارهای وابسته ===
* [[عملیات حرارتی]]
* [[آنیل کردنبازپخت|بازپخت کامل]]
* [[کربن‌دهی سطحی]]
* [[آنیلینگ جهت کروی کردن سمنتیت]] (کروی کردن)