تحقیق در مورد عملیات حرارتی سطحی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 13 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مقدمه ای بر عملیات حرارتی سطحی

عملیات حرارتی سطحی ، فرایندی است شامل دامنه وسیعی از روشها ( شکل 1 ) که برای افزایش سختی ، بهبود مقاومت به سایش ، افزایش استحکام خستگی و حتی مقاومت در برابر خورگی ، بدون ایتکه خواص درونی قطعه نظیر نرمی مغز و چقرمگی تحت تاثیر قرار گیرد به کار می رود . این مجموعه خواص ، مخصوصاً ترکیبی از سختی سطح و مقاومت در برابر نیروهای ضربه ای ، در ارتباط با قطعاتی نظیر شافتها و چرخ دنده ها که از یک طرف باید مقاوم در برابر سایش بوده و از طرف دیگر باید در برابر نیروهای ضربه ای اعمال شده در ضمن کار مقاوم باشن بسیار مفید است . به علاوه ، مزیت عمده عملیات حرارتی سطحی در مقایسه با عملیات حرارتی حجمی این است که ، ضخامتهای زیاد فولاد کم کربن و کربن متوسط که ممکن است در ضمن عملیات حرارتی حجمی ترک خوردن و یا اینکه تاب بردارند را به راحتی و با اطمینان می توان عملیات حرارتی سطحی کرد .

به طور کلی سه گروه کاملاً متفاوت از روشهای مختلف عملیات حرارتی سطحی وجود دارد . ( شکل 1 ) این سه گروه عبارتند از :

روشهایی که شامل تغییر ترکیب شیمیایی سطح و یا نفوذ یک عنصر ( بین نشینی و یا جانشینی ) به داخل قطعه است . این روشها به عملیات حرارتی – شیمیایی یا نفوذی موسوم اند .

روشهایی که شامل اصلاح و یا تغییر میکرو ساختار سطحی بوده و به هیچ وجه ترکیب شیمیایی سطح عوض نمی شود . این روشها به فرایندهای سخت کردن انتخابی یا موضعی موسوم اند .

- روشهای نوین که شامل به کارگیری تجهیزات جدید بوده و بستگی به نوع روش می تواند شامل اصلاح و تغییر میکروساختار سطحی ، جانشینی و یا ترکیبی از آنها وارد سطح قطعه می شود ، و بدین ترتیب ترکیب شیمیایی سطح را اصلاح کرده و یا عوض می کنند می توان تمام و یا بخشی از سطح را به طور موضعی سخت کرد .

این فرایند ها معمولاً موقعی استفاده می شوند که تعداد زیادی از قطعات قرار است سختی سطحی شوند ( تولید انبوه ) از سوی دیگر عملیات حرارتی گروه دوم ترجیحاً برای سخت کردن قطعات بزرگ و حجیم ، برای تمام سطح و یا به طور موضعی ، استفاده می شوند . در حقیقت مزیت عمده عملیات حرارتی گروه دوم ، سخت کردن سطحی قطعاتی است که نتوان آنها را به روش حجمی سخت کرد .

عملیات حرارتی جهت سخت کردن سطح

عملیات نفوذی با عملیات حرارتی – شیمیایی عملیات حرارتی انتخابی یا موضعی روشهای نوین سخت کردن سطحی

نفوذ عناصر بین نشینی نفوذ عناصر جانشینی سخت کردن شعله ای سخت کردن لیزری

سخت کردن القایی سخت کردن پلاسمایی

سخت کردن توسط پرتوی الکترونی القا یا کاشت یونی

کربن دهی آلومینیوم دهی

نیتروژن دهی کرم دهی

کربن – نیتروژن دهی سیلسیم دهی

نیتروژن – کربن دهی منگنز دهی

بوردهی نفوذ همزمان دو یا چند عنصر

شکل 1 : روش های مهندسی برای عملیات حرارتی سطحی

کربن دهی

کربن دهی فرایند اضافه کرددن کربن به سطح فولاد کم کربن است که در دمایی معمولاً در محدوده حرارتی 850-950 درجه سانتی گراد ، دمایی که آستنیت با حد حلالیت زیاد کربن در آن فاز پایدار باشد ، انجام می شود . این فرایند همراه با سرد کردن سریع و لذا تشکیل مارتنزیت پر کربن و مقاوم به سایش و خستگی در سطح بر روی مغزی نرم و مقاوم به ضربه از فولاد کم کربن است . سختی سطح فولاد کربن داده شده عمدتاً تابع درصد کربن آن است . با افزایش درصد کربن بیشتر از 5/0 درصد ، کربن اضافی اثر چندانی بر روی سختی نداشته ولی موجب افزایش سختی ناپذیری می شود .

کربن بیشتر از 5/0درصد ممکن است در آستنیت حل نشود مگر آنکه دمای عملیات به اندازه کافی بالا باشد . ضخامت پوسته کربن داده شده تابع زمان کربن دهی و کربن قابل دسترس ( پتانسیل کربن ) در سطح است . اگر به منظور دست یابی به عمق زیاد نفوذ کربن زمان کربن دهی افزایش داده شود در حضور پتانسیل زیاد کربن افزایش زیاد کربن سطح و لذا تشکیل آستنیت باقیمانده یا کاربید آزاد در سطح وجود دارد . تشکیل آستنیت باقیمانده و یا کاربیدآزاد هر دو اثرات سوء بر روی توزیع تنشهای باقیمانده در پوسته دارند . لذا گفته می شود که پتانسیل زیاد کربن برای زمان کربن دهی کوتاه مناسب است .

فولادهای مناسب برای کربن دهی معمولاً حدود 2/0 درصد کربن داشته و کربن پوسته را معمولاً در محدوده 8/0 -1 درصد کنترل می کنند . مع هذا به علت خطر تشکیل آستنیت باقی مانده و مارتنزیت ترد و شکننده ناشی از کربن زیاد ،