0
04136674922

سخت کاری سطحی فولاد سمانته به روش کربن دهی گازی و کوئنچ در روغن + ویدیو

توضیحات:

 

در بسیاری از کاربردهای صنعتی نیاز به قطعات فولادی است که دارای سطحی سخت بوده و در عین حال از چقرمگی یا مقاومت به ضربه خوبی نیز برخوردار باشند. برای مثال قطعاتی مانند میل لنگ، میل بادامک و چرخ دنده باید سطحی بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش داشته باشند، ضمن آنکه دارای استحکام مکانیکی خوبی هم بوده و بسیار چقرمه و مقاوم در برابر ضربه های وارده در حین کار باشند. این خواص را در برخی قطعات فولادی می توان با عملیات حرارتی سخت کردن سطحی به وجود آورد. 

 

فولادهای سمانتاسیون فولادهای ساده کربنی و یا کم آلیاژ کم کربنی هستند که می توان مقدار کربن در سطح آن ها را به روش کربن دهی به حدی افزایش داد که ساختار سطح آن ها پس از سرد شدن سریع از دمای آستنیته شدن، به زمینه ی مارتنزیتی پر کربن با سختی بالا تبدیل شود. در این صورت سطحی مقاوم به سایش و خستگی از میکروساختار مارتنزیت سخت پر کربن بر روی مغزی نرم و مقاوم به ضربه با میکروساختار مارتنزیت کم کربن یا پرلیت و فریت تشکیل می شود. 

 

کربن دهی فرایند اضافه کردن کربن به سطح فولاد کم کربن است که معمولاً در محدوده دمایی ۹۵۰-۸۵۰ درجه سانتیگراد انجام می شود. در این محدوده دمایی، ساختار فولاد شامل آستنیت است که حد حلالیت زیادی نسبت به کربن دارد. هنگامی که فولاد در این محدوده دمایی برای مدت زمان مشخص در تماس با مواد کربن ده قرار می گیرد، کربن اتمی از مواد کربن ده آزاد شده، جذب سطح فولاد می شود و سپس به داخل آن نفوذ کند. به این ترتیب سطح قطعه را فولاد پر کربن و مغز آن را فولاد کم کربن تشکیل می دهد.

 

کربن دهی به فولاد معمولاً با روش های زیر انجام می شود:

 

  • کربن دهی جامد یا پودری (Pack Carburizing)

 

  • کربن دهی مایع یا کربن دهی در حمام نمک (Liquid or Salt Bath Carburizing)

 

  • کربن دهی گازی (Gas Carburizing)

 

  • کربن دهی در خلاء (Vacuum Carburizing)

 

  • کربن دهی پلاسما (Plasma Carburizing)

 

در بین این روش ها، روش های متداول در صنعت ایران سه روش کربن دهی جامد، مایع و گازی است. این دسته بندی بر اساس محیط کربن دهی و مواد کربن ده مورد استفاده در آن است. بر این اساس از سه گروه مواد جامد، مایع و گاز برای کربن دهی استفاده می شود. در کربن دهی گازی، قطعات فولادی را در حدود ۹۰۰ درجه سانتیگراد برای مدت زمان مشخص در محیطی شامل گاز یا مخلوطی از گازهایی که بتوانند در سطح فولاد تجزیه شده و تولید کربن اتمی کنند قرار می دهند.

برای این منظور از یک کوره با اتمسفری شامل مخلوطی از گازهای کربن زا و گاز اندوترمیک موسوم به گاز حامل استفاده می شود. گاز کربن زا گاز طبیعی (متان) است ولی می توان از سایر هیدروکربن ها مثل اتان و یا پروپان هم استفاده کرد. گاز حامل برای رقیق کردن اتمسفر و واکنش با هیدروکربن های گازی استفاده می شود و یک مخلوط گازی از نوع اندوترمیک است که در یک واحد تولید کننده مجزا تهیه شده و سپس با متان مخلوط می شود. برای تهیه اتمسفر اندوترمیک مخلوط فشرده هوا و گاز طبیعی با نسبت تقریبی سه حجم هوا و یک حجم متان را در حالی که در محدوده ۱۲۰۰-۱۰۴۰ درجه سانتیگراد گرم شده است از روی بستری از نیکل به عنوان کاتالیزور عبور می دهند. واکنش اندوترمیک صورت گرفته بین اجزای مخلوط منجر به تولید اتمسفری شامل گازهای نیتروژن، هیدروژن و منو اکسید کربن می شود. بر اساس درصد گازهای موجود در این ترکیب، گازهای حامل به انواعی چون ۱۰۲، ۲۰۱، ۲۰۲، ۳۰۲ و ۴۰۲ تقسیم می شود. از بین این مخلوط گازها، گاز حامل نوع ۳۰۲ بیشترین کاربرد را در کوره های کربن دهی گازی دارد. ترکیب این نوع گاز حامل شامل حدود ۴۰ درصد گاز نیتروژن، حدود ۴۰ درصد گاز هیدروژن، حدود ۲۰ درصد گاز منو اکسید کربن و مقدار جزئی گاز متان است. گاز نیتروژن در این مخلوط یک گاز خنثی بوده و به عنوان عامل رقیق کننده اتمسفر کوره استفاده می شود.

 

با این توضیحات، اتمسفر کوره کربن دهی گازی مخلوطی از گازهای متان (و یا اتان یا پروپان)، نیتروژن، هیدروژن، منو اکسید کربن و مقدار کمی دی اکسید کربن و بخار آب است. برای جلوگری از احتمال نفوذ هوا به داخل کوره باید فشار گاز داخل کوره در ضمن کربن دهی بیشتر از فشار اتمسفر باشد. در آغاز کار، فقط توسط گاز حامل، هوای کوره را در دمای ۹۳۰-۹۰۰ درجه سانتیگراد تخلیه می کنند. سپس اتمسفر کوره را در نقطه شبنم ۴- تا ۶- درجه سانتیگراد تنظیم می کنند. پس از اینکه قطعات فولادی را در داخل کوره گذاشتند و دما نیز به دمای کربن دهی رسید، در حدود ۱۰-۵ درصد متان به اتمسفر کوره اضافه می شود. پس از گذشت ۵۰ تا ۷۵ درصد زمان کربن دهی، جریان متان به داخل کوره قطع می شود. واکنش هایی که در داخل کوره منجر به تولید کربن اتمی و در نتیجه جذب سطحی کربن و نفوذ آن به داخل فولاد می شود از این قرار هستند:

 

  • تجزیه گاز CO در سطح قطعه کار و تشکیل کربن اتمی

 

  • تجزیه گاز متان در سطح قطعه کار و تشکیل کربن اتمی

 

  • واکنش گازهای CO و H2 در سطح قطعه کار و تشکیل کربن اتمی

 

پس از اینکه کربن سطح فولاد سمانته افزایش یافت و امکان به اصطلاح آب دادن آن فراهم شد، آن را از ناحیه آستنیته سریع سرد می کنند تا مارتنزیت پر کربن در سطح فولاد تشکیل شود.

 

 

ویدیو:

 


نام ویدئو به فارسی:  سخت کاری سطحی فولاد سمانته به روش کربن دهی گازی و کوئنچ در روغن

 


نام ویدئو به انگلیسی (در یوتیوب): Gas Carburizing

 


زمان ویدئو: ۱ دقیقه و ۳۹ ثانیه

 


فرمت ویدئو: MP4 با کیفیت ۷۲۰

 


زبان:

 


زیرنویس:

 


دوبله:

 


اختصاصی عصر مواد:

 


مشاهده ویدیو:

 

ارسال دیدگاه