عملیات سخت کاری فولاد، فرآیندی است که طی آن سطح فولاد تحت شرایط خاصی بهبود یافته و سخت تر می شود. بدون اینکه سطح داخلی فولاد تغییری کند. در این مقاله، طی معرفی انواع فولاد، عملیات سخت کاری فولادها را بررسی خواهیم کرد.

۱- انواع فولادها از نظر عناصر تشکیل دهنده

• فولاد غیر آلیاژی
• فولاد آلیاژی

۱-۱- فودلادهای غیر آلیاژی

این فولادها از ۰٫۰۶ تا ۱٫۵ درصدکربن دارند. عناصر دیگری نیز با آنها همراه است که در هر حال مقدار آن ها نباید از حد معینی (۰٫۵ درصدسیلیسیم، ۰٫۸ درصدگوگرد و منگنز، ۰٫۵ درصدآلومینیم یا تیتان، ۰٫۲۵ درصد مس) بیشتر باشد. در فولادهای غیرآلیاژی، کربن نقش تعیین کننده را دارد. به همین دلیل این فولادها به فولادهای کربنی نیز معروف هستند.

۲-۱- فولادهای آلیاژی

اگر فولاد را برای افزایش و تامین خواص مورد نظر با فلزاتی مانند کرم، نیکل، ولفرام، کبالت، مولیبدن، منگنز، وانادیم و … آلیاژ کنند، فولادهای آلیاژی به دست می آید.

فولادهای آلیاژی دو نوع دارند:

• فولاد کم آلیاژ
• فولاد پر آلیاژ

۱-۲-۱- فولاد کم آلیاژ

چنانچه مجموع درصد وزنی عناصر موجود در فولاد آلیاژی از ۵ درصد کمتر باشد، آن را فولاد کم آلیاژ می نامند.

۲-۲-۱- فولاد پر آلیاژ

مجموع درصد وزنی عناصر موجود در فولاد آلیاژی از ۵ درصد بیشتر باشد، آن را فولاد پر آلیاژ می نامند.

۲- انواع فولادها از نظر کاربرد

• فولادهای ساختمانی
• فولادهای ابزارسازی

۱-۲- فولادهای ساختمانی

به فولادهایی می گویند که از آنها می توان به عنوان مواد اولیه برای ساختمان اسکلت های فلزی، اسکلت پل ها و همچنین برای ساختن قطعات وسایل نقلیه، دستگاهها، ماشین آلات، اجزای ماشین (پیچ ومهره، میله ومحور، یاتاقان غلتشی و …) استفاده کرد.

۱-۱-۲- فولادهای ساختمانی معمولی

این فولادها جزء فولادهای غیرآلیاژی هستند و چون در انتخاب آن ها استحکام کششی نقشی تعیین کننده دارد، آن ها را برحسب استحکام کششی شان طبقه بندی می کنند. استحکام کششی این فولادها متناسب با درصدکربن موجود در آنها افزایش می یابد و برعکس، انبساط (کش آمدن) آنها کاهش می یابد.

به عبارت دیگر، با افزایش کربن، شکنندگی فولاد بیشترمی شود. همچنین ازدیاد کربن قابلیت تغییر فرم درحالت یا گرم، قابلیت جوشکاری و براده برداری فولاد را کاهش می دهد. این فولادها از ۰٫۱۲ تا ۰٫۶ درصد کربن داشته و آنها را در سه گروه با درجه مرغوبیت ۱و ۲ و ۳ تولید و به بازار عرضه می کنند.

۲-۱-۲- فولادهای دانه ریز مخصوص جوشکاری

این فولادها قابلیت جوشکاری خوبی دارند.

۳-۱-۲- فولادهای سختکاری شونده (کربوریزه)

از این فولادها برای ساختن قطعاتی استفاده میشود که بایستی دارای سطح خارجی سخت و قسمت داخلی (مغز) نرم باشند. همچنین سطح آنها در مقابل سایش مقاوم بوده و قسمت داخلی آنها قابلیت تحمل خود را در مقابل ضربه حفظ کند و شکننده نباشد.

برای انجام عملیات سخت کاری فولاد، ابتدا کربن سطح خارجی آن ها را با روش های مختلف افزایش می دهند و سپس سختکاری می کنند. برای اینکه قسمت داخلی این فولادها پس از سختکاری، نرم باقی بماند، باید مقدار درصد کربن آن ها از۲٫۰ درصد کمتر باشد.

۴-۱-۲- فولادهای بهسازی شونده

این فولادها جزء فولادهای ساختمانی هستند و ۲٫۰ تا ۶٫۰ درصد کربن دارند. استحکام کششی و مقاومت این فولادها رامی توان به وسیله بهسازی (سخت کردن و برگشت دادن تا درجه حرارت ۵۰۰ تا ۷۰۰ سا نتیگراد) افزایش داد. فولادهای بهسازی شونده برای ساخت قطعاتی به کار می رود که در معرض ضربه و برخورد قراردارند. مانند میل لنگ ها، محورلنگ پرس های ضربه ای ومحور وسایل نقلیه.

۵-۱-۲- فولادهای ازته شدنی (نیتروژه)

این فولادها قابلیت جذب ازت را دارند و به همین دلیل می توان سطح آنها را پس از بهسازی به وسیله جذب سطحی ازت سخت کرد. این فولادها جزء فولادهای آلیاژی هستند و ممکن است حاوی فلزاتی مانند کرم، مولیبدن، وانادیم، نیکل و آلومینیوم باشند. وجود فلزاتی مانند کرم، مولیبدن و آلومینیم قابلیت جذب ازت را در فولاد افزایش می دهند. ازاین فولادها درساخت قطعاتی استفاده می شود که نباید هنگام عملیات حرارتی پیچیدگی پیدا شود.

۶-۱-۲- فولادهای اتومات

این فولادها که به آنها فولادهای خوش تراش نیز می گویند، جزء فولادهای ساختمانی هستند. استحکام این فولادها برحسب درصد عناصر موجود در آنها متفاوت است. در هنگام براده براری از این فولادها، براده های کوتاهی جدا می شوند و سطح خوبی را به دست می دهند.

این ویژگی بیشتر از همه مرهون وجود گوگرد (s) است که مقدار آن در این گونه فولادها به ۱۸٫۰ تا ۰٫۴ درصد می رسد. وجود گوگرد باعث می شود که فولاد گرم شده، شکننده شود هنگام براده برداری براده های کوتاهی به وجود آید. به همین دلیل در ماشین های اتومات که براده های بلند اختلالات فراوانی (مانند پیچیدن براده به دور ابزار وکار، ساییدگی و کم شدن دوام ابزار) را به وجود می آورند از فولادهای اتومات استفاده شود.

شایان توجه است که وجود گوگرد زیاد دراین فولادها، استحکام آنها رادر مقابل ضربه کاهش می دهد. از دیگر معایب فولادهای اتومات عدم قابلیت جوشکاری وتغییر فرم سرد آنها است. فولادهای اتومات (بجز گوگرد) دارای ۰۷٫۰ تا ۶۵٫۰ درصد ، ۶٫۰ تا ۵٫۱ درصد منگز ۰۵٫۰ تا ۴۰٫ درصد سیلیسیم هستند و درصورتی که شکنندگی بیشتر براده وسطح مرغوبتر مورد نظر باشد ۱۵٫۰ تا ۳٫۰ درصد سرب نیز به آن می افزایند.

۷-۱-۲- فولادهای فنر

فولادهای فنر علاوه بر استحکام کششی زیاد، باید خاصیت الاستیسیته خوبی داشته و در برابر سایش و ارتعاش نیز مقاوم باشند. وجود سیلیسیم در فولاد فنر خاصیت الاستیسیته و وجود کرم استحکام و مقاومت در مقابل خوردگی را افزایش می دهد.

این ویژگی ها تنها به درصد عناصر موجود در فولاد بستگی ندارد بلکه با وجود آن ها می توان به وسیله عملیات حرارتی و تغییر فرم درحالت سرد، خواص آن را تغییر داده و ویژگی های مورد نظر را به دست آورد. فولادهای کربنی با ۵٫۰ تا ۱ درصد کربن ، ۳٫۰ تا ۴٫۰ درصد منگز و حداکثر ۰۴٫۰ درصد گوگرد و فسفر درساخت فنرها کاربرد زیادی دارند. برای ساخت فنرهای تخت یا مارپیچی که پس از ساخت تحت عملیات حرارتی قرار نمی گیرد، فولادهای سخت کشیده یا نورد شده به کار می رود. عملیات سخت کاری فولاد.

از فولادهای کرم ووانادیم دار، در ساخت فنرهای بزرگ اتومبیل و لکوموتیو استفاده می شود. فولادهای سیسیلیم دار نیز در ساخت فنرهایی کاربرد دارند که استحکام و مقاومت ضربه ای زیاد از آن ها انتظار می رود. این فولادها به طور متوسط ۴٫۰ درصد کربن، ۷۵٫۰ درصد سیسیایم، ۹۵٫۰ درصد منگنز با مس یا بدون مس دارند ولی مقدار سیسیلیم آن ها ممکن است تا ۲ درصد نیز برسد. عملیات سخت کاری فولاد.

فولادهای منگنز دار مخصوص ساخت فنر خودروها محتوی ۲۵٫۱ درصد منگنز، ۴٫۰ درصد کربن، ۲درصد منگنز، و۴۵٫۰ درصد کربن هستند. استحکام کششی این فولادها به شرط انجام عملیات حرارتی تا ۱۴۰۰ نیوتن برمیلیمتر مربع افزایش می یابد.

فولادهای سیسیلیم منگنز دار دارای استحکام کششی زیاد تا حدود ۱۸۵۰ نیوتن بر میلیمتر مربع هستند. نوعی از این فولاد که ۶۴٫۱۵ درصد کرم، ۳۸٫۴ درصد نیکل، ۶۸٫۲ درصد مولیبدن، ۱درصد منگنز، ۳۲٫۰ درصد سیسیلیم، ۱۲٫۰ درصد مس و ۱۴٫۰ درصد کربن دارد، درساخت فنر موترهای جت و سایر مواردی که مقاومت در مقابل گرمای زیاد مورد نیاز است، به کار می روند. عملیات سخت کاری فولاد.

نوع دیگری از فولاد فنر با ۵۰ درصد کبالت، ۲۰ درصد کربن کرم، ۱۵ درصد ولفرام و ۱۰ درصد نیکل و حداکثر ۱۵٫۰ درصد کربن، و در دمای ۷۶۰ سانتیگراد ویژگی های خود را حفظ می کند.

۸-۱-۲- فولادهای مخصوص

دامنه فولادهای مخصوص به قدری وسیع است که نمی توان درباره ویژگی های همه آن ها سخن گفت. این فولادها رابه سه گروه تقسیم کرد:

• فولادهای نسوز
• فولادهای ضد زنگ
• فولادهای ضد مغناطیس

فولادهای نسوز (مقاوم درمقابل حرارت و گداختگی)

استحکام این فولادها تا دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد تضمین شده است و تا دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد نیز نمی سوزند. شایان توجه است که درمورد گداختگی وسوختن فولادها دو مطلب مهم مورد نظر است.

۱– مقاومت در مقابل تاثیر گاز هایی مانند اکسیژن و اکسیدهای کربن، بخار آب و گازهای گوگرد دار دردماهای بالا.

۲– حفظ خواص مکانیکی در دماهای بالا، این ویژگی ها بیشتر مرهون کرم موجود در آنها بوده و هر چه دمای کاری آن ها بیشتر باشد باید مقدار کرم بیشتری با آن ها آلیا ژ شود تا از سوختن (درشت دانه شدن) فولاد جلوگیری کند. از این فولادها برای تهیه ورق، لوله های تاسیسات دیگ های بخار، پره های توربین های گازی و بخاری، سوپاپ دود موتورهای احتراقی و … استفاده می شود. عملیات سخت کاری فولاد.

فولادهای ضد زنگ

در این فولادها کرم نیکل نقشی تعیین کننده دارد و مقدار کرم موجود در آن ها نباید از ۱۳ درصد کمتر باشد. این فولادها درمقابل خوردگی، رطوبت هوا و اغلب اسیدها و بازها مقاوم هستند و برای تهیه ظروف و لوله های صنایع غذایی ، شیمیایی و شیرینی پزی مورد استفاده قرارمی گیرند.

در فولادهای ضد زنگی که برای تهیه ظروف و لوله های حاوی مواد غذایی از آن ها استفاده می شود، به مقدار ۲٫۰ تا ۴٫۰ درصد مس نیز با آن آلیاژ می کنند تا از تاثیر بوی بد فولاد روی مواد غذایی جلوگیری شود. این فولادها را می توان از طریق براده برداری یا روش بدون براده برداری تغییر فرم داد و بخوبی جوشکاری کرد. فولادهای ضد زنگ را می توان به وسیله پولیش دادن صیقل داد وکاملا پرداخت کرد.

فولادهای ضد مغناطیس

این فولادها دارای منگنز زیادی هستند (مانند فولاد X 50 Mn Cr 18) فولادهای ضد مغناطیس را می توان درحالت سرد بخوبی فرم داد و چنانچه تغییر فرم زیاد در آن ها مورد نیاز باشد، باید عملات تابانیدن روی آن ها انجام گیرد. عمل تابانیدن این فولادها به این ترتیب است که ابتدا آن ها را تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد گرم کرده و سپس در آب خنک سرد می کنند.

این عمل باعث می شود که فولاد نرم و سمج شود. فولادهای ضد مغناطیس قابلیت براده برداری خوبی ندارد. از این گونه فولادها می توان X 8 Cr Ni 12 12 را نام برد که فولادی ضد زنگ، ضد مغناطیس، قابل کشش عمیق (در قالب های کششی) است و بخوبی صیقل می پذیرد. این فولادها برای تهیه قاب ساعت، محفظه قطب نما کارد وچنگال وظروف تزیینی مورد استفاده قرارمی گیرند. عملیات سخت کاری فولاد

۹-۱-۲- فولادهای ورق

فولادهای ورق رادر گروه های خیلی ظریف، سفید و همچنین ظریف، متوسط، خشن و ورق دیگ سازی تولید می کنند. ورق های خیلی ظریف و سفید را از فولادهای غیر آلیاژی نرم با ضخامت های کمتر از ۰٫۵ میلیمتر تولید می کنند. عملیات سخت کاری فولاد.

چربی سطح خارجی این فولادها را پس از تولید از بین می برند به همین دلیل می توان روی آنها بخوبی رنگ کاری کرد و عملیات چاپ را انجام داد. ورق های سفیدی که در ایران به حلبی معروفند، قشر نازکی از قلع دارند.

ورق های ظریف برای کارهایی مانند کشش عمیق یا ایجاد نقش برجسته مناسب است و سطح خارجی آن را می توان بخوبی گالوانیزه یا رنگ کرد. درجه خوبی این ورق ها رابرحسب اعدادی از ۱۰ تا ۱۴ نرم بندی کرده اند. به عنوان مثال، علامت St 10 برای ورق های با قابلیت کشش عمیق و St 14 برای ورق هایی که قابلیت کشش خیلی خوبی دارند، انتخاب کرده اند.

برای نشان دادن عملیاتی که پس از نوردکاری روی ورق ها انجام می شود از عددهای ۰۱ ، ۰۲،۰۳،۰۴،۰۵ استفاده می شود. انواع ورق های ظریف، در حالت های سرد و گرم شکننده نیستند و مقدار کربن آن ها از ۱٫۰ تا ۱۵٫۰ درصد است. این فولادها می توانند تغییر شکل دهند و قابلیت جوش ذوبی دارند. عملیات سخت کاری فولاد.

انواع ۰۳،۰۴،۰۵ برای جوش نقطه ای و درزی مناسب است ورق های متوسط و خشن را معمولا از فولادهای ساختمانی معمولی و همچنین از فولادهای بهسازی شونده و سختکاری شونده سطحی تهیه می کنند. مخزن ها ولوله های تحت فشاری را که لازم است قابلیت جوش ذوبی داشته باشند، از فولادهای غیر آلیاژ می سازند.

علائم مشخصه این فولادها HIV, HIII, HII, HI است. هر چه عددهای به کار رفته در علامت اختصاری بزرگتر باشد، نشان دهنده ی افزایش درصد کربن و استحکام کششی آنهاست. این ورق ها به ورق های دیگ سازی معروف هستند.

۲-۲- فولادهای ابزارسازی

فولادهای ابزارسازی به فولادهایی می گویند که از آنها در ساختن ابزارهای براده برداری وبرش (مانند چکش، تیغه های دستگاه خم کن، سنبه های خم وکشش، قالب های کوره کاری، قالب های ریخته گری …) استفاده می شود. درانتخاب فولادهای ابزارسازی استحکام کششی و انبساط چندان مورد توجه نیست. بلکه قابلیت برش و سختی آنها بیشتر مطرح است.

این فولادها را برحسب درصد عناصر موجود در آنها به فولادهای ابزارسازی غیر آلیاژی، کم آلیاژ و پر آلیاژ تقسیم می کنند. فولادهای ابزارسازی را همچنین برحسب مورد استفاده (دمای کاری) به فولادهای سردکار و گرمکار و بر حسب مواد خنک کننده ای که درهنگام سختکاری آنها به کار میرود به فولادهای آبی، روغنی و هوایی تقسیم می کنند. فولادهای ابزارسازی غیر آلیاژ و کم آلیاژ دارای ۵٫۰ تا ۵٫۱ درصدکربن هستند. میزان کربن فولادهای ابزارسازی پر آلیاژ تا ۲/۲ درصد است. عملیات سخت کاری فولاد همه این فولادها (حتی آنها که غیر آلیاژی هستند) جزء فولادهای نجیب به حساب می آیند. زیرا درجه خلوص بالایی دارند. عملیات سخت کاری فولاد.

فولادهای سردکار سماجت خوبی دارند و مقاومت آنها درمقابل ضربه، فشار و ساییدگی زیاد است. با این فولادها میتوان مواد کار را با یکی از روش های براده برداری یا بدون براده برداری تغییرفرم داد. فولادهای گرمکار در دماهای بالا دارای استحکام مکانیکی، ودوام برندگی زیادی هستند و برای تهیه قالب های کوره کاری، ماتریس مخصوص تهیه نیمه ساخته ها و… به کار میروند. بااین فولادها می توان قطعات فولادی، فلزات سبک وسنگین را در حالت گرم تغییر فرم داد.

۱-۲-۲- فولاد ابزارسازی غیر آلیاژی

دراین فولادها مقدارکربن (۵/۰ تا ۵/۱ درصد) نقش تعیین کننده در مورد استفاده آنها دارد و هر چه مقدار آنها بیشترباشد، به همان نسبت سختی آنها افزایش می یابد. درجه حرارت سختکاری این فولادها از ۷۶۰ تا ۸۵۰ درجه سانتیگراد است و پس از سردکردن در آب، آنها را دردمای ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد برگشت میدهند.

دمای کاری این فولادها کمتر از ۲۰۰ درجه سانتیگراد است و در ۲۰۰ درجه سا نتیگراد سختی خود را از دست میدهند. به عنوان مثال فولاد ابزارسازی غیر آلیاژی C150 W1 پس از سختکاری، از فولادهای آلیاژی نیز سخت تر میشود. ولی در درجه حرارت حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد سختی خود را از دست می دهد. فولاد ابزارسازی غیرآلیاژی را میتوان در دمای ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد کوره کاری کرد. عملیات سخت کاری فولاد.

۲-۲-۲- فولاد ابزارسازی کم آلیاژ

برای افزایش دوام برش واستحکام درحالت گرم، فولادهای ابزارسازی رابا عناصری مانند کرم، ولفرام، نیکل، منگنز، مولیبدن و وانادیم آلیاژ می کنند. مجموع درصد عناصر آلیاژی در فولادهای ابزارسازی کم آلیاژ از ۵ درصد کمتر است.

براده برداری با این فولادها نسبت به فولادهای ابزار سازی غیر آلیاژی با سرعت برشی بیشتری امکانپذیر است و سختی و قابلیت برش خود را تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد حفظ میکنند. این فولادها را می توان در درجه حرارت های ۹۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد سختکاری کرد. درهر حال، باید توجه داشت که شرایط سختکاری، کوره کاری وعملیات دیگری که روی آنها انجام خواهد گرفت، از طرف کارخانه های تولید کننده داده میشود و لازم است که شرایط مربوط به دقت رعایت شود. عملیات سخت کاری فولاد.

۳-۲-۲- فولادهای ابزارسازی پر آلیاژ

فولادهای ابزارسازی پر آلیاژ را می توان به سه گروه تقسیم کرد:

• فولادهای سردکار
• فولادهای گرم کار
• فولادهای تندبر

این فولادها به دلیل داشتن عناصری مانند ولفرام، مولیبدن، وانادیم و کبالت، درمقابل سایش سختی و مقاومت خوبی دارند و مخصوصا وجود ولفرام باعث می شود که بتوانند سختی خود را تا دمای ۵۵۰ درجه سانتیگراد حفظ کند.

این فولاها می توانند تا ۲٫۲ درصد کربن داشته باشند و مجموع سایر عناصر آلیاژی در آنها باید از ۵ درصد بیشتر باشد. به نوعی از این فولادها که برای ساختن ابزارهای براده برداری به کار میروند فولاد تندبر می گویند.

با این فولادها می توان با سرعت برشی بیشتر از فولادهای ابزارسازی کم آلیاژ براده برداری کرد. درجه حرارت سختکاری این فولادها را می توان برحسب کاربرد و درصد عناصر موجود در آنها از ۹۲۰ تا ۱۳۲۰ درجه سانتیگراد انتخاب کرد و آنها را در روغن یا هوا سرد نمود و در دمای ۱۰۰ تا ۶۷۰ درجه سانتیگراد برگشت داد. عملیات سخت کاری فولاد.

از آنجا که قیمت این فولادها گران است، دربعضی موارد برای صرفه جویی، آنها را به صورت قطعاتی کوچک به بازار عرضه می کنند و از آنها تنها برای تامین لبه های برنده ابزار استفاده می نمایند.

سخت کاری تحت خلاء فولاد

عملیات حرارتی سخت کاری تحت خلاء به فرایندی گفته می شود که در آن گرم کردن (آستنیته کردن) فولاد تحت خلاء و سرد کردن (کوئنچ) آن با گاز خنثی مانند نیتروژن یا آرگون انجام می شود. در کوره خلاء دو محفظه ای پس از آستنیته شدن فولاد، قطعات به صورت خودکار به قسمت خنک کننده (cooling) منتقل شده و عملیات کوئنچ در محفظه جداگانه انجام می شود.

فولادهایی که امکان سخت کاری تحت خلاء را دارند عبارتند از:

• فولادهای ابزار سردکار : K105,K107,K110-1
• فولادهای ابزار گرم کار : W300,W302,W320,W360-2
• فولادهای تندبر (خشکه هوایی) HSS-3

وجه تمایز عملیات حرارتی تحت خلاء فولادها با روش های سنتی

۱- دمای واقعی آستنیتی کردن

دمای مورد نیاز برای آستنیتی کردن فولاد های ابزار سردکار ۹۸۰ تا ۱۰۲۰ درجه سانتیگراد و برای فولاد های گرم کار ۱۰۲۰ تا ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد و برای فولاد های تندبر HSS (خشکه هوایی) ۱۲۰۰ تا ۱۲۵۰ درجه سانتیگراد می باشد. در اغلب کوره های سنتی (به ویژه نمکی) امکان حصول دمایی بیشتر از ۹۷۰ وجود ندارد. عملیات سخت کاری فولاد.

۲- عدم وجود کاربید های حل نشده و آستنیت باقی مانده

به دلیل واقعی بودن دمای آستنیت کلیه کاربیدها حل شده و به دلیل بالا بودن سختی پذیری فولاد آستنیت باقی مانده به شدت کاهش می یابد. حال آنکه به دلیل آستنیته شدن ناقص فولاد در روش های سنتی، برخی کاربیدها حل نمیشود و به دلیل عدم انحلال عناصر آلیاژی مانند W,NI,MO,V,Cr در زمینه و کاهش سختی پذیری فولاد، آستنیت باقی مانده افزایش می یابد. عملیات سخت کاری فولاد.

۳- یکنواختی سختی از سطح به مغز

به دلیل واقعی بودن دمای آستنیته کردن سختی پذیری فولاد بالاست و حین کوئنچ مغز قطعه نیز به دلیل ثابت ماندن دمای محیط کوئنچ (گاز نیتروژن) سختی مشابه سطح قطعه را خواهد داشت.

۴- کاهش شدید تنش پسماند حاصل از عملیات حرارتی

به دلیل جابجایی بدون تنش قطعات حین کوئنچ تنش حاصل از عملیات حرارتی به حداقل مقدار خود میرسد.

۵- کاهش شدید اعوجاج

به دلیل چیدمان صحیح قطعات، اعوجاج در قطعات به حداقل مقدار خود می رسد و در اغلب موارد قابل اغماض است.

۶- افزایش چقرمگی

به دلیل یکنواختی ریز ساختار و نبود تنش پسماند در قطعات و انجام صحیح سیکل های تمپر، پس از عملیات چقرمگی به شدت افزایش می یابد را روی بدنه ای از فولاد ساختمانی لحیم سخت کرده یا جوش می دهند. استفاده از لیزر در سخت کاری سطحی فولادهای متوسط کربن ۱٫۱۱۸۶ و۱٫۶۵۸۲
عملیات حرارتی سطحی فولادهای با کربن متوسط برای ایجاد یک لایه سخت شده همراه با تافنس مغز در مهندسی سطح توسعه یافته است، به طوری که امروزه از منابع مختلف انرژی نظیر حرارت دهی شعله ای و القایی برای دستیابی به این مهم بهره گرفته می شود.

در این میان استفاده از انرژی لیزر نیز بعنوان یکی از منابع حرارتی سودمند در این زمینه در حال تحقیق و گسترش است. عملیات سخت کاری فولاد. از جمله مزایای استفاده از لیزر در عملیات حرارتی سطحی فلزات می توان به امکان حرارت دهی موضعی، عدم ایجاد اعوجاج، قابلیت عملیات حرارتی نواحی خاص و کاهش زمان عملیات اشاره نمود. برای این کار تا کنون از لیزرهای مختلفی نظیر Nd:YAG ، CO2 و لیزرهای پرقدرت اگزایمر استفاده شده است.

در این تحقیق تاثیر انرژی لیزر Nd:YAG و سرعت روبش آن بر روی سختی سطح دو نوع فولاد ساختمانی ۱٫۱۱۸۶ و ۱٫۶۵۸۲ که هر دو دارای میزان کربن مساوی (۴/۰ درصد) و منگنز مساوی (۸/۰ درصد) بوده اما فولاد ۱٫۶۵۸۲ دارای عناصر آلیاژی نیکل، کرم و مولیبدن است، بررسی شده است. انرژی لیزر در محدوده ۲۰۰ تا ۶۰۰ میلی ژول انتخاب و با سرعت های روبش سطحی بین۱۰ تا ۱۵۰ میلی متر بر دقیقه، بر روی سطح فولاد اعمال شد.

آزمون های میکروسختی سنجی افزایش سختی سطوح عملیات لیزری شده را نشان داد که حاکی از تغییرات ریز ساختاری در این سطوح است. این میزان سختی و همچنین عمق سخت شده بسته به انرژی و سرعت روبش متفاوت بود. عمق سختی در هر دو نوع فولاد ساده و آلیاژی بیشتر از ۷/۰ میلی متر مشاهده شد.