فولاد کوئنچ و تمپر شده چگونه ساخته می شود؟

فولاد کوئنچ و سکوریت شده فولادی با استحکام بالا و مقاوم در برابر سایش با کیفیت ساخت و خواص مکانیکی بالا است. برای افزایش سختی و استحکام فولاد، آن را تحت فرآیندهایی مانند کوئنچ و تمپر قرار می دهند. از طرف دیگر، فرآیند کوئنچ شامل حرارت دادن فولاد است که به دنبال آن خنک شدن فوری در آب، روغن و هوای اجباری یا گازهای بی اثر مانند نیتروژن است. با توجه به پارامترهای مختلف از جمله دمای گرمایش، روش سرمایش، سرعت سرمایش، این فرآیند کوئنچ نظارت و کنترل می شود. فولاد برای دستیابی به چقرمگی و شکل پذیری بیشتر با کاهش سختی، پس از اتمام فرآیند خاموش کردن فولاد به حالت سخت شده مورد نیاز، تحت تلطیف قرار می گیرد. حرارت دادن فولاد تا زیر نقطه بحرانی برای مدت زمان معینی برای دستیابی به شکل پذیری لازم است و باید در هوای ساکن با سرعت خنک کننده خاصی خنک شود. پارامترهایی مانند دما و زمان گرمایش به سختی و خواص مکانیکی فولاد مورد نظر بستگی دارد. فولاد پس از فرآیند پخت کمتر انعطاف پذیر و شکننده می شود و این نیز بدون کاهش سختی است. فولاد در نتیجه این دو فرآیند سخت تر و سخت تر می شود.

در کجا از فولاد کوئنچ و سکوریت شده استفاده می شود؟

علاوه بر این، فولاد کوئنچ شده و سکوریت شده در کارخانه ها، ماشین آلات و تجهیزاتی که مقاومت سایشی بیشتر همراه با استحکام بالاتر برای کاربردهایی مانند جابجایی زمین، معدن و ساخت و ساز ضروری است استفاده می شود. فولاد کوئنچ شده و سکوریت شده انتخاب نهایی برای کاربردهای با وزن کم است که به ظرفیت حمل بالا نیاز دارد زیرا دارای استحکام بالایی است. این فولاد همچنین در کارگاه های ساختمانی در بدنه کامیون های کمپرسی، سطل های ذخیره سازی و قیف ها استفاده می شود، زیرا وزن سبکی دارد و استحکام لازم را حفظ می کند.
فولاد کوئنچ شده و سکوریت شده از نظر گرید در سه دسته قرار می گیرند:
الف) پایه ۸۰
ب) درجه ۴۰۰
ج) درجه ۵۰۰
فولاد درجه ۸۰ – فولادی با سختی بالا و مقاوم در برابر سایش با درصد کربن مناسب برای بهینه سازی جوشکاری می باشد. هنگامی که مواد مصرفی با هیدروژن کم ارائه می شود، فولاد درجه ۸۰ را می توان به خود و سایر گریدهای فولاد جوش داد.
فولاد درجه ۴۰۰ – فولادی با سختی بالا و مقاوم در برابر سایش است. ورق درجه ۴۰۰ را می توان با موفقیت به صورت سرد شکل داد، مشروط بر اینکه برای استحکام بالای فولاد در نظر گرفته شود.
فولاد درجه ۵۰۰ – گرید ۵۰۰ یک فولاد کربن متوسط، سختی بالا و مقاوم در برابر سایش است. ماندگاری طولانی در کاربردهای کشویی مانند آسترهای پوشیدنی کامیون کمپرسی، سطل های خاکبرداری، لبه های برش و ابزارهای درگیر با زمین را ارائه می دهد.
فولاد کوئنچ شده و سکوریت شده در بازارهای مختلفی مانند خودروسازی، ساخت و ساز، معدن، تجهیزات و ماشین آلات صنعتی، مخازن ذخیره سازی و غیره استفاده می شود.  بر اساس یک گزارش، تخمین زده می‌شود که بازار فولاد کوئنچ و سکوریت شده از ۱۰۲.۳۶ میلیارد دلار در سال ۲۰۱۷ به ۱۲۱.۷۷ میلیارد دلار تا سال ۲۰۲۲ با CAGR 3.53 درصد رشد کند. بازار جهانی فولاد توسط عوامل مهم مختلفی مانند افزایش تقاضا، توسعه فناوری، انتظار مشتری، ساختار قیمت‌گذاری و مقررات تجاری تقویت می‌شود. مزایای فولاد کوئنچ و سکوریت با تمپر شدن فولاد کوئنچ شده، بدون از دست دادن سختی زیاد، انعطاف پذیرتر و کمتر شکننده می شود. ترکیب این دو فرآیند است که فولاد سخت‌تری را تولید می‌کند که نسبت به فولاد کربن معمولی جوش‌پذیرتر و انعطاف‌پذیرتر است. این شامل ضریب چقرمگی به معنای مقاومت بیشتر در برابر سایش است. به همین دلیل در ماشین آلات و سازه هایی که به مقاومت سایشی بیشتر و استحکام  بالاتری نیاز است از جمله سنگ شکن، معدن، خاکبرداری و ساخت و ساز و غیره از فولاد کوئنچ شده و سکوریت شده استفاده می شود.

فرآیند کوئنچ و تمپر کردن شامل چه مواردی است؟

فرآیند کوئنچ و تمپر برای تقویت موادی مانند فولاد و آلیاژهای مبتنی بر آهن انجام می شود تا آنها را بسیار سخت کند. علاوه بر این، فرآیند کوئنچ به عنوان سخت شدن کوئنچ نیز شناخته می شود. فرآیند کوئنچ شامل حرارت دادن مواد تا دمای شدید و به دنبال آن خنک شدن از طریق آب، هوا، روغن یا استفاده از گازهای بی اثر مانند نیتروژن است. فرآیند کامل باید نظارت شود و هر مرحله از فرآیند باید با دقت انجام شود. در این فرآیند دمای گرمایش، روش های خنک سازی مورد استفاده، انواع مواد مورد استفاده برای خنک سازی و زمان صرف شده برای خنک شدن فولاد باید بررسی شود. پس از فرآیند کوئنچ، مواد در سخت ترین حالت خود خواهند بود. مرحله بعدی فرآیند به عنوان تمپر کردن شناخته می شود. فرآیند تمپر شامل دستیابی به شکل پذیری و چقرمگی بیشتر با کاهش سختی است. فرآیند گرمایش باید در فرآیند تمپر انجام شود. برای مدتی باید مواد خاموش شده را دقیقاً زیر نقطه بحرانی حرارت داد و سپس آن را به خنک شدن اختصاص داد. مهم است که دما و زمان گرم شدن بسته به ترکیب مواد تغییر کند. تعیین دما و مدت زمان مناسب به سازنده این فرصت را می دهد تا مواد را به گونه ای بهینه کند که نیازهای سختی دقیق را برآورده کند.

منبع: Steel Technology
برای مشاهده دانشنامه‌های بیشتر در زمینه فولاد و آهن آلات کلیک کنید