حرارت دادن و سرد کردن فلزات طبق شرایط دمایی و زمانی مشخص بمنظور افزایش برخی خواص فیزیکی و یا مکانیکی در فلز را عملیات حرارتی گویند.

عملیات حرارتی فولاد ها:

در فولاد ها از عملیات حرارتی معمولا برای ایجاد تغییرات زیر استفاده می شود:

• بهبود انعطاف پذیری
• افزایش سختی
• افزایش چکش خواری
• بهبود قابلیت ماشین کاری شدن
• ریز کردن ساختار دانه ها
• حذف باقی مانده تنش ها
• افزایش مقاومت سایشی

• فرآیند های مختلف عملیات حرارتی

1 – آنیل کردنAnnealing

آنیل کردن برای افزایش انعطاف پذیری و کاهش سختی انجام می شود. ساختار نهایی معمولا پرلیتِ خشن می باشد. سیکل عملیات حرارتی عبارت است از حرارت دادن در محدوده حرارتی آنیل کردن و سرد کردن به یکی از دو صورت زیر:

الف.قرار دادن قطعه در کوره و در دمای “آستنیته کردن” و سپس خاموش کردن کوره تا قطعه به آرامی سرد شود.

ب.سرد کردن از دمای “آستنیته کردن” تا دمای زیر 723 درجه سانتیگراد جهت تشکیل “پرلیت” و سپس سرد کردن تا دمای اتاق.

2 – نرماله کردن Normalizing

هدف افزایش سختی قطعه و یکنواخت کردن نسبی ترکیب شیمیایی و ساختار میکروسکوپی است. ساختار معمولا شامل “پرلیت ظریف” می باشد. سیکل عملیات حرارتی شامل حرارت دادن در محدوده حرارتیِ نرماله کردن و سپس سرد کردن در هوا می باشد.

3 – سخت کردن Hardening

هدف افزایش سختی و در نتیجه کاهش انعطاف پذیری است. در این روش بیشترین سختی و استحکام در مقایسه با روش های دیگر بدست می آید. سیکل عملیات حرارتی شامل حرارت دادن در محدوده سخت کردن (معمولا منطبق بر محدوده آنیل کردن) و سپس سرد کردن سریع در آب و یا روغن می باشد.

ساختار نهایی شامل “بِینیت” و یا “مارتنزیت” و یا مخلوطی از این دو است. هر چه کربن فولاد بیشتر باشد احتمال گرفتن مارتنزیت بیشتر است و با سرعت های سرد کردن کمتری می توان آن را بدست آورد. هر چه کربن فولاد بیشتر باشد مارتنزیت خشن تر و درشت تر خواهد بود که به آن مارتنزیتِ بشقابی نیز گفته می شود. هر چه درصد کربن کمتر باشد مارتنزیت ریزتر و ظریف تر می باشد که به مارتنزیتِ پَرشکل معروف است.

4 – تنش گیری Stress Relief

هدف حذف تنش های ایجاد شده در اثر کار سرد صورت گرفت روی فولاد می باشد. سیکل عملیات حرارتی شامل حرارت دادن در محدوده حرارتیِ 500+50 و 500-50 درجه سانتیگراد و سپس سرد کردن آهسته می باشد.