حالات اصلی عملیات حرارتی

حالات اصلی عملیات حرارتی

حالت اصلی عملیات حرارتی
  • حالت تمپر F (شرایط اولیه تولید)

    این نشانه در مورد محصولاتی که از روش کار سرد یا کار گرم و نیز فرآیندهای ریخته گری تولید شده اند و کنترل خاصی بر روی شرایط حرارتی یا مکانیکی آنها اعمال نشده اطلاق می گردد. یعنی بر روی قطعه تولیدی، عملیات حرارتی یا مکانیکی خاصی که منجر به تولید خواص ویژه شود هنوز انجام نشده است.

  • حالت تمپر آنیل شدن (O)

    در آلیاژ های کار پذیر تمپر با نماد O برای رسیدن به کمترین استحکام و بیشترین نرمی و در آلیاژهای ریختگی این تمپر برای رسیدن به بیشترین داکتیلیته و پایداری ابعاد بکار می رود. دربرخی موارد پس از علامت O رقمی غیر از صفر بیان می گردد که نشانگر آنیل تحت شرایط ویژه می باشد. (مثل حالات O1 ،O2 ،O3). در این حالت O1 نشان دهنده عملیات انیلینگ قطعات به شیوه گرم کردن قطعات در دمای عملیات انحلال و سپس به آرامی سرد کردن است. O2 نشان دهنده عملیات ترمومکانیکی برای شکل دهی سوپر پلاستیک و O3 نشانگر عملیات همگن سازی برای بهبود و نیز افزایش خاصیت شکل پذیری قطعه است.

  • حالت تمپر H (کرنش سختی شده)

    این حالت تمپرفقط در مورد آلیاژهای کارپذیر اطلاق می گردد. در این حالت سخت شدن و افزایش استحکام فلز در اثر فرآیندهای کارسرد مثل نورد، کشش، پرس و… ایجاد می گردد و در اصطلاح گفته می شود که فلز کار سخت شده است. در برخی موارد پس از کار سرد اعمال شده ممکن است با عملیات حرارتی، خواص مکانیکی را کمی کاهش دهند.

حالت تمپر H به حالت های فرعی که هر یک بیانگر شرایط تولید و سختی سازی کرنشی خاصی هستند تقسیم بندی می شود. این تقسیم بندی بوسیله ارقامی که پس از حرف H می آیند نشان داده می شوند.
عدد اول پس از حروف H نشان دهنده عملیات اصلی انجام شده می باشد و شامل یکی از حالت های زیر است.

  1. H1: فقط کرنش سخت شده

    این حالت به محصولاتی اطلاق می گردد که رسیدن به استحکام مکانیکی مطلوب فقط با انجام کار سرد (کرنش سختی) و بدون انجام عملیات حرارتی تکمیلی حاصل می گردد. عدد بعد از H1 نشان دهنده درجه کرنش سختی است.

  2. H2: کرنش سخت شده و سپس آنیل جزئی شده

    این حالت به محصولاتی اطلاق می گردد که در ابتدای کار سرد شده و کرنش سخت شده اند و سپس بر روی آنها عملیات حرارت آنیل جزئی انجام شده است. عدد پس از H2 معرف درجه کرنش سختی باقی مانده پس از آنیل جزئی است.

  3. H3: کرنش سخت شده و پایدار شده به کمک عملیات حرارتی

    در محصولاتی که کرنش سخت شده اند و پس از آن به کمک حرارت ناشی از فرآیند شکل دهی یا عملیات حرارتی که شامل حرارت دادن در دمای پایین است، خواص مکانیکی در آنها پایدارشده است ازاین نماد تمپراستفاده می شود. عملیات پایدار سازی عموماً چقرمگی را افزایش می دهد. این نماد فقط برای آلیاژهایی کاربرد دارد که علاوه بر پایدار شدن، در دمای اتاق به صورت طبیعی پدیده پیر نرمی در آنها رخ می دهد.

    آلیاژهای آلومینیوم – منیزیم عموماً دارای این خاصیت هستند. در این آلیاژها پس از سرد شدن با نگهداری آلیاژ در دمای پایین می توان شکل پذیری قطعات را افزایش داد. قطعاتی که در دمای اتاق پدیده پیرنرمی در آنها رخ می دهد حالت تمپر H2X در آنها مینینم استحکام کششی را تولید می کند که در حالت تمپر H3X با رقم دوم یکسان تولید می شود. در سایر آلیاژها حالت تمپر H2X تولید کننده مینیمم استحکام کششی برابر با حالت H1X (با رقم دوم یکسان) ولی با ازدیاد طول کمی بالاتر می باشد.

    عدد پس از H3 نشان دهنده درجه کرنش سختی باقیمانده پس از پایدارسازی می باشد. حالت H3،H2 ،H1 حالات اصلی تمپر H است آلیاژهای کار سختی پذیرهستند. (دربرخی مراجع حالات H4 که نشان دهنده حالت کرنش سخت شده و لاک یا رنگ زده شده می باشد نیز بیان شده است) اما عموماً بعد از علائم فوق، ارقام دیگری نیز ذکر می گردند (مثل H18) رقم دوم بعد از این حروف نشان دهنده درجه کرنش سختی درآلیاژ است. بدین معنی که حالت تمپر آنیل شده، نرم ترین حالت آلیاژ در نظر گرفته شده و با عدد صفر نشان داده می شود (HX0). در مقابل، حالت تمپری که درآن ماکزیمم استحکام کششی ناشی ازکار سرد حاصل می شود را برابربا عدد ۸ و با HX8 درنظر می گیرند.

    حالت های تمپر (استحکام کششی های ما بین این دو حالت) را با اعداد ۱ تا ۷ می توان تقسیم بندی و نام گذاری نمود. به عنوان مثال حالت H14 یعنی حالتی که از کار سرد که تولید کننده استحکام کششی معادل متوسط حالت H18 (بیشترین استحکام آلیاژ) و نرم ترین حالت آلیاژ می باشد و به طور کلی می توان به شکل ذیل عدد درجه کرنش سختی را تعریف نمود:

    1. ۱: یک هشتم سخت
    2. ۲: یک چهارم سخت
    3. ۴: یک دوم سخت
    4. ۶: سه چهارم سخت
    5. ۸: تمام سخت

در حالتی که عدد درجه کرنش سختی فرد می باشد حالت ایجاد شده برابر با متوسط حالت های زوج بالا و پایین آن می باشد. مثلاً درحالت HX5 آلیاژ استحکامی برابر با متوسط استحکام حالت های HX4 و HX6 دارد. حالت HX9 که دربعضی موارد به کار می رود بیانگر حالتی است که آلیاژ بیش از حد سخت شده و فقط در مورد برخی آلیاژها و موارد شکل دهی خاص بکار می رود.

بنا به تعریف، حالت HX8 که سخت ترین حالت آلیاژ فرض می شود برابر است با ماکزیمم استحکام کششی تولید شده درقطعه در اثر ۷۵ درصد کاهش سرد، بدون آنکه دمای قطعه درحین کار سرد از ۵۰ درجه افزایش یابد. برخی مواقع پس از علامت H سه رقم و یا بیشتر ذکر می گردد. این حالت های تمپر زمانی که خواص و حالت تولید شده درآلیاژ با حالت های تعریف شده استاندارد حالت دو رقمی مطابقت ندارد و نیز زمانی که پارامترهای دیگری در خواص تولیدی تاثیرگذار باشند بکار می روند.

به عنوان مثال دوحالت HX11 و H112 نشان دهنده شرایط ذیل می باشند:

  • HX11:

    در مواردی که آلیاژ پس از آنیل کامل تحت عملیات کار سرد قرار می گیرد، ولی میزان کرنش سختی ایجاد شده درآن کمتر از حدی است که آن را با نماد تمپر HX1 نشان دهند از این نماد استفاده می شود.

  • H112:

    برای محصولاتی که طی کار در دمای بالا ممکن است دچار کرنش سختی شوند و نیز درمواردی که محدودیت های خواص مکانیکی وجود دارد از این نماد استفاده می شود.

تعاریف ذیل برای محصولات کارشده آلیاژهای آلومینیوم حاوی منیزیم با مقدار اسمی بیش از ۴ درصد تعیین شده است:

  • H311:

    برای تولیداتی که سخت سازی کرنشی آنها کمتراز مقدار لازم در حالت تمپرکنترل شده H311 باشد ازاین نماد استفاده می شود.

  • H321:

    برای تولیداتی که سخت سازی کرنشی آنها کمتر از مقدار لازم در حالت تمپر کنترل شده H32 باشد از این نماد استفاده می شود.

  • H323:

    این تعریف و نام گذاری در محصولاتی به کار گرفته می شود که برای دسترسی به مقاومت قابل قبول خوردگی تنشی، به صورت ویژه تولید می شوند.

ورق های طرح دار و دارای طرح های برجسته

جدول زیر علائم سه رقمی که برای ورق های طرح دار و دارای طرح های برجسته به کار می رود را نشان می دهد. در این موارد ابتدا قطعه تحت عملیاتی که با حالت H دو رقمی نشان داده می شود قرار می گیرد و سپس با برجسته کاری به خواص نهایی می رسند.

تمپر شکل دهی اولیهورق دارای طرح برجستهتمپر شکل دهی اولیورق دارای طرح برجسته
H25H264OH114
H35H364H11H124
H16H174H21H224
H26H274H31H324
H36H374H12H134
H17H184H22H234
H27H284H32H334
H37H384H13H144
H18H194H24H244
H28H294H34H344
H38H394H14H154
H19H195H24H254
H29H295H34H354
H39H395H15H164

علائم سه رقمی که برای ورق های برجسته کاری شده بکار می روند.

سیستم تمپر آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر

چنانکه عنوان شد واژه عملیات حرارتی پذیر در مورد آن دسته از آلیاژهای آلومینیوم بکار می رود که افزایش استحکام سختی و آنها از طریق فرآیند عملیات حرارتی انحلال و سپس پیر سختی صورت می پذیرد. این آلیاژها نیزبراساس شرایط حرارتی انجام شده برروی آن ها مشابه آنچه برای سیستم های تمپر عنوان شد، با یک حرف لاتین و ارقام بعدی مشخص می شوند که در ادامه به توضیح هر یک از این حالات پرداخته می شود.

  • حالت تمپرw (عملیات محلولی شده)

    این حالت تمپر یک حالت ناپایدار است و فقط درمورد آلیاژهایی ذکر می گردد که پس از عملیات حرارتی انحلال سازی در دمای اتاق حتی پس از ماه ها و یا حتی سال ها دچار پیرسختی طبیعی می شوند. این تعریف فقط در مواردی ذکر می گردد که در آن زمان پیرسازی طبیعی ذکر گردد. (مثل W1/2 hr)

  • حالت تمپرT (عملیات حرارتی پیرسختی شده و گاهی تحت فرآیند کارسرد قرار گرفته)

    حالت تمپر T یک حالت تمپر پایدار بوده و برای محصولات ریختگی و کار پذیر عملیات حرارتی شونده بکار می رود. تمپر T به وسیله شماره الحاقی ۱ تا ۱۰ همراهی می شود. هر شماره معرف یک توالی ویژه عملیات پایه است، که در ذیل امده است:

    1. T1: سرد شده از یک فرآیند شکل دهی در دمای بالا و سپس پیرسازی طبیعی شده
      برای حالتی که محصولات پس از یک فرآیند شکل دهی در درجه حرارت های بالا، مثل ریخته گری یا اکستروژن کار سرد نشده و خواص مکانیکی آنها به وسیله پیرسازی در دمای اتاق پایدارشده است، از این نماد استفاده می شود.
    2. T2: سرد شده از یک فرآیند شکل دهی در دمای بالا، کارسرد و پیرسازی سازی شده طبیعی
      این نماد در محصولاتی که برای افزایش استحکام بعد از یک فرآیند کارگرم، به طور مثال رولینگ یا اکستروژن، عملیات کار سرد ویژه ای به روی آنها انجام گرفته و سپس با پیرسازی طبیعی دردمای اتاق خواص مکانیکی آنها پایدار شده است، کاربرد دارد.
    3. T3: عملیات حرارتی محلول سازی، کار سرد و پیرسازی شده طبیعی
      در محصولاتی که پس از عملیات حرارتی انحلال سازی برای افزایش استحکام بر روی آنها کارسرد خاصی انجام شده و سپس با پیرسازی دردمای اتاق، خواص مکانیکی لازم درآنها پایدارشده است از این نماد استفاده می شود.
    4. T4: عملیات حرارتی محلول سازی و پیرسازی طبیعی شده
      در محصولاتی که پس از عملیات حرارتی انحلال سازی برای دستیابی به خواص مکانیکی لازم در دمای اتاق پیرسازی طبیعی شده اند بکار می رود.
    5. T5: سرد شده از یک فرآیند شکل دهی در دمای بالا و پیرسازی مصنوعی شده
      در محصولاتی که پس از فرآیند شکل دهی در دمای بالا، به طور مثال ریخته گری و یا اکستروژن، کار سرد شده اند و خواص مکانیکی یا پایداری ابعادی ( و یا هر دو ) در آنها به وسیله عملیات حرارتی پیرسازی مصنوعی پایدار شده است از این نماد استفاده می شود.
    6. T6: عملیات حرارتی محلول سازی و پیرسازی مصنوعی شده
      این نماد در مورد محصولاتی که پس از عملیات حرارتی انحلال پذیری، کار سرد نشده و دستیابی به خواص مکانیکی پایدار یا پایداری ابعادی، و یا هر دو در آنها با عملیات حرارتی پیرسازی انجام گرفته کاربرد دارد.
    7. T7: عملیات حرارتی محلول سازی و پیرسازی بیش ازحد شده
      این نماد در مورد محصولاتی که تحت عملیات انحلال قرار گرفته و سپس برای رسیدن به خواص ویژه ای همچون مقاومت به خوردگی تنشی و مقاومت به خوردگی پوسته ای شدن، بیشتر از نقطه حد اکثر استحکام پیرسخت شده اند، بکار می رود. همچنین درمورد محصولات ریختگی که پس ازعملیات انحلال به صورت مصنوعی برای رسیدن به پایداری ابعادی و استحکامی پیرسخت شده اند نیز به کار می رود.
    8. T8: عملیات حرارتی محلول سازی، کار سرد و پیرسازی مصنوعی شده
      این نماد قابل کاربرد برای محصولاتی است که پس از عملیات حرارتی انحلال برای افزایش استحکام سرد شده و خواص مکانیکی یا پایداری ایعادی ( ویا هردو) درآنها به کمک عملیات حرارتی پیرسازی مصنوعی پایدار شده است.
    9. T9: عملیات حرارتی محلول سازی، پیرسازی مصنوعی و کار سرد شده
      این فرآیند برای محصولاتی که پس ازعملیات حرارتی پیرسازی مصنوعی برای افزایش استحکام، کار سرد نیز شده اند بکار می رود.
    10. T10: سرد شده از یک فرآیند شکل دهی در درجه حرارت بالا، کار سرد و پیرسازی مصنوعی شده

این نماد در محصولاتی که پس از سرد شدن از دمای یک فرآیند کارگرم مثل نورد یا اکستروژن، به منظور افزایش استحکام کار سرد می شوند و سپس خواص مکانیکی یا پایداری ابعادی ( و یا هردو) در آنها به وسیله عملیات حرارتی پیرسازی مصنوعی پایدار می شود کاربرد دارد. هرگاه در یکی از تمپرهای T یک تا ده که توضیح داده شد تغییراتی حاصل شود که نیاز به بیان داشته باشد از ارقام دیگری نیز در نماد گذاری آلیاژ استفاده می شود که پس از نمادهای حالت های ذکر شده فوق می آیند. در ادامه به برخی از این ارقام که اولین عدد آن عددی غیرازصفرمی باشد و بیان کننده حالات خاصی مثل محصولات نوردی تنش زدایی شده از طریق فشار یا کشش و یا کشش و فشار با هم می باشد، اشاره می شود. برای برخی محصولات که پس از فرآیند انحلال یا سرد کردن از دمای بالای فرآیند شکل دهی برای تنش گیری به مقدار مشخصی تحت کشش قرار گرفته اند از مجموعه ارقام حالات الف و ب و ج استفاده می شود:

الف) TX51: این حالت اختصاصاً برای محصولات به شکل پیلت، رول یا میله کار سرد شده، قالب یا رینگ فورج شده و نیز رینگهای رول شده بکار می رود. این محصولات پس از کشش انجام شده تخت سازی بعدی را پذیرا نمی باشند.

برخی حالات متداول TX51:

  • T351: عملیات محلول سازی، کار سرد، کشش به میزان مشخص و پیرسازی طبیعی
  • T651: عملیات محلول سازی، کشش به میزان مشخص و پیرسازی مصنوعی
  • T851: عملیات محلول سازی، کارسرد، کشش به میزان مشخص و پیرسازی مصنوعی
  • T7351: عملیات محلول سازی، کشش به میزان مشخص و پیرسازی مصنوعی برای رسیدن به بهترین مقاومت به خوردگی تنش با استحکام کششی به میزان ۲۰-۱۵ درصد کمتر از حالت تمپر T6
  • T7651: عملیات محلول سازی، کشش به میزان مشخص و پیرسازی مصنوعی برای رسیدن به بهترین مقاومت به خوردگی تنش با استحکام کششی به میزان ۱۰ درصد کمتر از حالت تمپر T6

ب) TX510: در مورد محصولاتی مثل میله اکسترود شده، میله تیوب کاری شده و کشش عمیق شده بکار می-رود. قطعه پس از عملیات کششی، تخت سازی دیگری را پذیرا نمی باشد.

ج) TX511: برای محصولاتی که پس از کشش، تخت سازی کمی را با تلرانس های استاندارد پذیرا می شوند بکار می رود. یکی دیگر از مجموعه ارقام حالات تمپر TX52 می باشد. این مجموعه ارقام برای محصولاتی که پس از انحلال یا سرد شدن از دمای بالا از طریق فشار تنش گیری شده اند بکارمی رود. از دیگر حالات مجموعه ارقام خاص، حالت TX54 است که بیان کننده حالت تنش گیری شده از طریق ترکیب دو حالت کشش و فشارمی باشد. دو حالت T42 و T62 برای نشان دادن حالت تمپر محصولاتی که درحالت O یا F عملیات انحلال شده اند بکار می رود بدین معنی که:

  • T42: برای محصولاتی بکارمی رود که درحالت O یا F عملیات انحلال شده اند و سپس در دمای اتاق پیرسازی (پیرسازی طبیعی) شده اند.
  • T62: برای محصولاتی که درحالت O یا F تحت عملیات انحلال قرارگرفته اند و سپس پیرسازی مصنوعی شده اند بکار می رود. (حالت تمپر T42 و T62 در مورد عملیات حرارتی محصولات نوردی از هر حالت تمپر که تولید کننده خواص مکانیکی مشابه حالات فوق باشد نیز بکار می رود). در پایان باید خاطر نشان کرد که علاوه بر روشهای نماد گذاری ذکر شده حالات تمپر، که در استاندارد AA بیان شد از استاندارد های دیگر و نیز نشانه های دیگری نیز در برخی موارد استفاده می شود که هنوز به صورت استاندارد رسمی و بین المللی در نیامده اند و ذکر آنها در این مجموعه نمی گنجد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *