همانطور که هر کسی در صنعت فلز به شما خواهد گفت، همه فلزات یکسان ایجاد نمی شوند. اما این به این دلیل است که فلزات بسته به کاربرد منحصر به فردشان، متفاوت ساخته می شوند. به عنوان مثال، تمپر کردن و آنیل کردن روش‌هایی برای عملیات حرارتی فلز هستند، اما هر دو در هنگام رسیدن به نتیجه مطلوب تفاوت‌های خود را دارند.حرارت دادن و بازپخت هر دو روش عملیات حرارتی فلز هستند. هدف از عملیات حرارتی تغییر عمدی خواص فیزیکی (و شیمیایی) فلز برای آماده سازی آن برای ساخت است. عملیات حرارتی می تواند بسیاری از خواص یک محصول فلزی از جمله استحکام، سختی، شکل پذیری، شکل پذیری، چکش خواری و ماشین کاری را تحت تاثیر قرار دهد.
برای اهداف این مقاله، اجازه دهید بر تعریف فلز آنیل شده، فرآیند آنیل کردن فلز و نحوه استفاده از آن تمرکز کنیم.

تعریف بازپخت

طبق تعریف، بازپخت شامل حرارت دادن یک ماده و اجازه دادن به خنک شدن آهسته آن برای حذف تنش ها و آسان تر کردن کار با آن است. هنگامی که یک ماده فلزی گرم می شود، خواص فیزیکی آن تغییر می کند تا شکل پذیری آن افزایش یابد و سختی آن کاهش یابد. به طور خاص، فلز در بالای نقطه تبلور مجدد خود گرم می شود و باعث می شود اتم ها در شبکه کریستالی جابجا شوند و با سرد شدن فلز تبلور مجدد پیدا کنند.

آنیلینگ چگونه کار می کند؟

در طول فرآیند بازپخت ، سازندگان مواد را تا دمای ایده آل گرم می کنند و سپس آن را برای مدت زمان معینی در آن دما نگه می دارند. سرعت سرمایش برای بازپخت نیز بسیار آهسته است. بگویید داشتید در فر چیزی می پختید و زمان تمام شد. اگر به جای درآوردن آن، اجازه دهید داخل فر خنک شود، این شبیه به فرض پشت آنیل کردن خواهد بود.
دلیل اصلی اینکه سازندگان یک ماده را بازپخت می کنند، کاهش سختی آن برای فرآیند ماشینکاری نرم تر است. علاوه بر این، سازندگان ممکن است از فلز بخواهند که رسانایی الکتریکی بالاتری داشته باشد، که می تواند از طریق بازپخت نیز توسعه یابد.

سه مرحله بازپخت

فرآیند بازپخت شامل سه مرحله مجزا است
بهبود
تبلور مجدد
رشد دانه
بازپخت مرحله ۱: بازیابی
اولین مرحله در فرآیند بازپخت بازیابی است. در طول بازیابی، سازندگان فلز را به طور کامل گرم می کنند. آنها بیشتر از کوره برای این نوع فلزکاری استفاده می کنند. این می تواند یک کوره گازی، الکتریکی یا القایی باشد، اما هدف از مرحله بازیابی حرارت دادن فلز تا دمایی است که فلز بتواند شل شده و چکش خوار شود.
بازپخت مرحله ۲: تبلور مجدد
تفاوت‌های بین فولاد حرارتی و آنیلینگ در این مرحله از فرآیند شروع می‌شود. در طول تبلور مجدد، سازندگان حرارت را دوباره تا دمای بحرانی افزایش می دهند. هدف دمایی بیشتر از دمای تبلور مجدد فلز است، اما نه بالاتر از دمای ذوب آن.
هنگامی که مواد در این نقطه شیرین نگهداری می شوند، دانه های جدیدی در ساختار داخلی فلز بدون ایجاد تنش های قبلی شروع به رشد می کنند.
بازپخت مرحله ۳: رشد دانه
مرحله سوم در فرآیند بازپخت رشد دانه است. در این مرحله نهایی، آن دانه های مرحله دوم می توانند به طور کامل رشد کنند. با کنترل فرآیند خنک‌سازی و حفظ یک نرخ خاص، رشد دانه ماده انعطاف‌پذیرتر و سخت‌تری را به‌دست می‌آورد.

تمپرینگ چگونه کار می کند؟

تمپرینگ یک عملیات حرارتی است که چقرمگی فولادهای سخت و شکننده را بهبود می‌بخشد تا بتوانند در طول فرآوری مقاومت کنند. حرارت مستلزم آن است که فلز به دمایی کمتر از دمای بحرانی پایین‌تر برسد – بسته به آلیاژ، این دما می‌تواند از ۴۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه فارنهایت متغیر باشد.

فولاد فنری سکوریت شده

هنگامی که فولاد به دمای بحرانی پایین تر خود رسید، سازنده آن را برای مدت زمان از پیش تعیین شده در آن نقطه نگه می دارد. نوع فولاد تعیین می کند که دمای بحرانی چقدر است و چه مدت زمان نیاز دارند تا مواد را در آن دما نگه دارند.
متغیرهای دیگری که بر تعدیل تأثیر می‌گذارند شامل مدت زمانی است که فلز در دمای بحرانی خود باقی می‌ماند و همچنین سرعت خنک‌شدن. هر دوی این عوامل بر خواص مکانیکی مواد تأثیر می گذارد.

فرآیند آنیل کردن فلز

فرآیند بازپخت در یک کوره متالورژیکی انجام می شود و معمولاً در یک آسیاب یکپارچه یا رول مجدد انجام می شود. سه مرحله اصلی در طول فرآیند بازپخت رخ می دهد:
مرحله بازیابی – حرارت اولیه یک فلز تا نقطه دمایی که فلز می تواند شل شود و چکش خوار شود.
مرحله تبلور مجدد – مرحله ای که یک فلز بالاتر از نقطه تبلور مجدد خود گرم می شود اما کمتر از نقطه ذوب خود برای ایجاد دانه های جدید بدون ایجاد تنش های قبلی.
مرحله رشد دانه – در این مرحله، دانه هایی که در مرحله تبلور مجدد تشکیل می شوند، به طور کامل رشد می کنند. با کنترل فرآیند خنک‌سازی، رشد دانه ماده انعطاف‌پذیرتر و سخت‌تری را تولید می‌کند.

مزایا و معایب آنیلینگ

بازپخت اهداف زیادی را دنبال می کند، اما همچنین برای هر برنامه ای فرآیند مناسبی نیست. در زیر مزایا و معایب آنیلینگ آورده شده است.
موارد استفاده از فلزات آنیل شده
فلزات معمولی که تحت بازپخت قرار می گیرند عبارتند از فولاد، چدن و انواع دیگر مانند آلومینیوم، مس و برنج. پس از آنیل شدن فلزات برای بهبود شکل‌پذیری، ماشین‌کاری و کاهش تنش‌ها، در کاربردهای مختلفی که فلزات چندین بار روی آن کار می‌شوند یا به قطعات و ساختارهای پیچیده تبدیل می‌شوند، استفاده می‌شوند. در اینجا چند نمونه هستند:
ورق های فلزی آنیل می شوند تا امکان ماشینکاری، خمش، پانچ، شکل دهی یا برش بهتر را فراهم کنند
فلزات اغلب پس از سرد کاری برای بازگرداندن خواص اولیه خود، بازپخت می شوند.
بازپخت به بهبود رسانایی الکتریکی برخی فلزات کمک می کند
فلزات آنیل شده معمولاً در ساخت اشیاء از جمله فنرها، واشرها، تیغه‌های اره، آنتن‌ها و سایر اجزای مورد استفاده در ساخت ابزار دستی استفاده می‌شوند.
فلزات آنیل شده به دلیل استحکام بالا، انعطاف پذیری باورنکردنی دارند و به طور گسترده در ساخت هواپیماهای کوچک مورد استفاده قرار می گیرند.