عملیات حرارتی فولادها-مروری بر عملیات حرارتی فولادی-دلایل عملیات حرارتی

عملیات حرارتی فولادها
فولاد از نظر خاص مناسبی که در عمل دارد، یکی از مهمترین مواد فلزی است.

یکی از دلایل عمده ای که می توان فولادهایی با خواص مختلف بدست آورد.

همان تبدیل ساختمان کریستالی آهن از آلفا به گاما با تغییر درجه حرارت می باشد.

این تبدیل مطابق با نمودار آهن-کربن می تواند در حد زیادی تحت تأثیر کربن قرار گیرد.

برای مثال سختی و استحکام در فولادهای سریع سرد شده (آب داده شده) بستگی به میزان درصد کربن موجود در آنها دارد.

کربن دهی سطحی

بازپخت کامل (آنیلینگ)

آنیلینگ جهت کروی کردن سمنتیت

نرماله کردن (نرمالیزاسیون)

کوئنچ کردن

برگشت دادن (تمپر کردن)

تنش زدایی

متداول ترین عملیات حرارتی فولادها

دلایل عملیات حرارتی
تنش زدایی تنش های ناشی از عملیات و فرایندهای تولید

ریز کردن دانه بندی

افزایش مقاومت به سایش با ایجاد لایه سخت بر سطح. و در عین حال افزایش مقاومت به ضربه با به وجود آوری مرکز نرم تر در داخل قطعه

بهبود خواص فولاد به منظور اقتصادی کردن جایگزینی بعضی از انواع ارزان تر فولاد به جای انواع گران آن

افزایش جذب انرژی ضربه فولاد

بهبود خصوصیات برش در فولادهای ابزار

بهبود خواص الکتریکی

تغییر یا بهبود خواص مغناطیسی

مهترین مزایای عملیات نرمالیزه
افزایش انعطاف پذیری

یکنواخت کردن ریز ساختار

ریز کردن دانه ها

افزایش قابلیت ماشینکاری

یکنواخت کردن بیشتر عناصر آلیاژی

قالب‌های آهنگری قلب تپنده فرآیند شکل‌دهی حجمی فلزات و یکی از پیچیده‌ترین ابزارهای مهندسی هستند که در معرض شدیدترین تنش‌های مکانیکی، حرارتی و سایشی قرار دارند.

این قالب‌ها به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: قالب‌های باز برای قطعات بزرگ و تیراژ پایین، قالب‌های بسته (قالب‌دار) برای تولید انبوه قطعات نسبتاً پیچیده با پلیسه،

و قالب‌های بسته بدون پلیسه (فورج دقیق) برای قطعات با تلرانس فوق‌العاده کم و حداقل ضایعات. مواد اصلی سازنده این قالب‌ها، فولادهای ابزار کارگرم نظیر AISI H11، H13 و DIN 1.2344 هستند.

که باید ترکیبی از چقرمگی، مقاومت به نرم‌شدگی و پایداری حرارتی داشته باشند. نسل جدید فولادها مانند SITHERM S140R با رسانایی گرمایی دو برابر و TENAX300IM با چقرمگی برتر، تحولی در دوام قالب ایجاد کرده‌اند.

طراحی اصولی قالب مبتنی بر قانون کمترین مقاومت است و شامل تعیین خط جدایش بهینه، زوایای شیب (۳ تا ۱۰ درجه)، شعاع گوشه‌های بزرگ و سیستم پلیسه با ضخامت ۳٪ قطعه می‌باشد. مکانیزم‌های اصلی تخریب قالب شامل سایش ساینده (۷۰٪)، تغییر شکل پلاستیک (۲۵٪) و خستگی حرارتی-مکانیکی (۵٪) است.

برای افزایش دوام قالب، راهبردهای متعددی از جمله بهینه‌سازی عملیات حرارتی، مهندسی سطح با نیتروژن‌دهی و روکش‌کاری جوشی، و بهینه‌سازی هندسه با شبیه‌سازی المان محدود به کار گرفته می‌شود.

فناوری‌های نوینی همچون دوقلوی دیجیتال در آهنگری قالب باز، سیستم‌های آهنگری خودگردان، و ساخت افزایشی کانال‌های خنک‌کاری هم‌شکل، مرزهای دانش این حوزه را گسترش داده‌اند.

قالب‌های چندتکه و مغزهای قابل تعویض، انعطاف‌پذیری و اقتصاد تولید را بهبود می‌بخشند.

آینده این فناوری در گرو مدل‌سازی یکپارچه ریزساختار، فولادهای نسل چهارم با رسانایی بالاتر از ۶۰ W/mK، و قالب‌های هوشمند مجهز به سنسورهای پایش بلادرنگ است.

سرمایه‌گذاری در دانش طراحی، مواد و مهندسی سطح قالب‌های آهنگری، یک ضرورت راهبردی برای رقابت‌پذیری صنایع خودروسازی، هوافضا، نفت و نیروگاه محسوب می‌شود.

آهنگری (فورجینگ) کهن‌ترین روش شکل‌دهی فلزات است و برخلاف ریخته‌گری، ماهیتی عمیقاً متالورژیکی دارد و با تغییر ریزساختار، استحکام، چقرمگی و مقاومت به خستگی را به طور چشمگیری بهبود می‌بخشد.

این فرآیند بر اساس دمای انجام کار به سه دسته آهنگری داغ (بالای دمای تبلور مجدد)، گرم و سرد تقسیم می‌شود که هر یک مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند.

از منظر روش اجرا نیز آهنگری در قالب‌های باز، بسته، دقیق (بدون پلیسه) و چندجهته انجام می‌شود. مهم‌ترین تحول متالورژیکی در آهنگری داغ، پدیده تبلور مجدد دینامیکی است که منجر به ریزدانه‌ شدن ساختار و همگنی خواص می‌شود.

جریان دانه یا ساختار فیبری حاصل از آهنگری، آنیزوتروپی خواص مکانیکی را به همراه دارد که طراحی فرآیند باید با جهت تنش‌های سرویس همسو باشد. یکی از چالش‌های اساسی صنعت، دوام پایین ابزارهای آهنگری داغ است که ۱۴ تا ۴۲ درصد هزینه‌ها را شامل می‌شود و عمده‌ترین مکانیزم تخریب آن سایش ساینده (۷۰٪) است.

راهکارهای افزایش دوام ابزار شامل انتخاب فولادهای سازه‌ای جایگزین، روکش‌کاری جوشی موضعی، عملیات ترموشیمیایی و بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند است.

فناوری‌های نوین همچون شبیه‌سازی عددی با نرم‌افزارهای المان محدود و بهینه‌سازی چندهدفه با روش سطح پاسخ و الگوریتم ژنتیک، فرآیند را از حالت تجربی خارج کرده است.

مدل‌سازی یکپارچه ریزساختار برای پیش‌بینی همزمان تبلور مجدد، رشد دانه و تبدیل فاز، همچنان یک حوزه پژوهشی فعال است.

آهنگری در صنایع خودروسازی، هوافضا، نفت و گاز، نیروگاه و راه‌آهن کاربردهای حیاتی دارد.

امروزه روش‌هایی چون آهنگری داغ پودر فلزات و آهنگری چندجهته برای تولید آلیاژهای منیزیم فوق‌ریزدانه و کامپوزیت‌های زمینه فلزی توسعه یافته‌اند.

آینده این فناوری در گرو توسعه مدل‌های یکپارچه پیش‌بینی ریزساختار، آهنگری هم‌دما، هوش مصنوعی و ترکیب با ساخت افزایشی است.

فرآیندهای کنورتور اکسیژنی قلیایی دمش از بالا-فرآیند فولادسازی کنورتور اکسیژنی قلیایی دمش از بالا که معمولاً فرآیند LD نامیده می شود. عبارت LD به لینز و دوناویتز از شهرهای استرالیا اشاره دارد (Lins and Dowawitz)

تأثیر خوردگی سرباره در دیرگدازهای دولومائی-دیرگدازها اساساً مواد اولیه طبیعی هستند. که مانند سایر منابع طبیعی دارای ذخایر محدودی هستند. یکی از عرصه های پرکاربرد دیرگدازها، صنعت فولاد است. که در آن به وفور از دیرگدازهای منیزیائی استفاده می شود. ذخایر مواد اولیه این دیرگدازها محدوده بوده و دسترسی به آنها هر روز دشوارتر می شود. یافتن جایگزین های مناسب و در دسترس همواره باید در دستور کار تولیدکنندگان مواد نسوز قرار دارا باشد. یکی از این مواد اولیه دولومیت و محصولات فرآوری شده حاصل از آن است. که خوشبختانه مواد اولیه آن بوفور در اکثر مناطق کشور یافت می شود. در این مقاله ضمن بررسی امکان کاربرد این نوع محصولات در صنعت فولاد. نگاهی اجمالی به مکانیسم های مختلف خوردگی دیرگدازها در تجهیزات فولادسازی و پالایش آن دارد. خوردگی دیرگدازها در واحدهای تولید فولاد یک فرآیند پیچیده شامل فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی است. که ممکن است به طور مستقل و یا در اغلب موارد به صورت همزمان عمل کنند.

بهره وری در صنعت فولاد-بهره وری انرژی و کاهش انتشار دی اکسید کربن در صنعت فولاد-بهره وری انرژی و کاهش انتشار دی اکسید کربن در صنعت فولاد با محور توسعه پایدار -هدف از توسعه پایدار ارتقاء کیفیت زندگی، در حال حاضر و همچنین نسل های آینده می باشد. برای صنعت فولاد جهان توسعه پایدار به معنای ارزش نهادن به جنبه های زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی در تمام تصمیم گیری های تولید است. حرکت به سوی توسعه پایدار در صنایع منابع اولیه با دو چالش اصلی همراه است. اهداف گسترده توسعه پایدار در صنعت فولاد به طور خلاصه عبارتند از. توسعه فرآیند به منظور حداکثرسازی بازدهی و کمینه سازی تولید مواد زائد و باطله، کاهش گازهای گلخانه ای. در فرآیند با صرفه جویی در مصرف انرژی، کاهش انرژی مصرفی در فرآیند. تعیین مقررات زیست محیطی و ساختار تولید، افزایش بهره وری در صنایع تولید کنسانتره آهن. کاهش خط انتشار دی اکسید کربن یا دفع دی اکسید کربن، تبدیل آلاینده ها و مواد زائد به محصولات جانبی.

ایجاد مرکز ملی تعمیرات وَلو های صنعتی در ذوب آهن اصفهان.دنیای معدن: ایرج رخصتی سرپرت مدیریت عامل ذوب آهن اصفهان به همراه تنی چند از مدیران. سرپرستان و کارشناسان شرکت جمعه 2 اردیبهشت ماه در کارگاه های پیرامونی کارخانه حضور یافتند. و ضمن بازدید میدانی از محیط و مناطق کارگاهی با تلاشگران این بخش دیدار و گفتگو کردند.به گزارش دنیای معدن، این بازدید با هدف تجهیز کارگاه های پیرامونی کارخانه. از جمله ایجاد و راه اندازی مرکز تعمیرگاهی وَلوهای صنعت فولاد و خطوط تولید شرکت های نفتی در کالاس و فشارهای مختلف. که یکی از نیازهای روزانه و مهم این کارخانه بزرگ صنعتی و سایر شرکت ها و صنایع کشور می باشد، انجام شد.

زمین گیری صنعت فولاد زیر سایه سنگین حکمرانی بد-عرفانیان، کارشناس حوزه فولاد نوشت: سایه سنگین حکمرانی بد، صنعت فولاد را زمین گیر کرده. به گونه ای که از اهداف مد نظر در سند چشم انداز، فرسنگ ها دور شده است.فولاد بخشی از آهن است. و آهن عنصر اصلی در صنعتی شدن کشورهاست. صنعتی شدن کلید حل مسائل مختلف کشورداری است. چون لازمه صنعتی شدن به کارگیری عقل و تدبیر و علم و همه جانبه نگری در کشورداری است. صنعتی شدن بر رشد و توسعه مبتنی بر آمایش سرزمینی محقق می شود. و فولاد ابزار صنعتی شدن است. معنای دیگر این حرف این است که جایگاه فولاد خط دهندگی است و نه خط گیرندگی. یعنی فولاد حل المسائل است و باید بگوید چگونه مسائل آب، برق، گاز و… حل شود. اما ما در کشور از فولاد تنها بعنوان بنگاه اقتصادی استفاده می کنیم. و هر کسی از راه می رسد بدون تخصص و بینش لازم درباره اداره آن نظر می دهد. این یعنی حکمرانی بد و مشکل فولاد حکمرانی بد است.

یارانه زغال سنگ به صنعت برای کنترل قیمت واردات به جای استفاده از 14 میلیارد تن زغال سنگ داخلی! صمدی، دبیر انجمن زغال سنگ گفت: کارگر زغال سنگ که در عمق 500 متری از سطح زمین در حال کارکردن است. باید یارانه به صنعت فولادسازی پرداخت کند تا بهای فولاد گران نشود.امسال شاهد تورم عمومی در تمامی صنایع بودیم و می توان گفت جدا از بحث نوسانات ارزی. با تورم 50 تا 60 درصدی اغلب کالاها مواجه بودیم و هستیم که صنعت زغال سنگ هم متأثر از این مسائل دچار تغییراتی شده است.در این سال 1400 تورم عمومی در کشور حاکم بود. خارج از بحث نرخ دلار سایر کالاها تورم 50 تا 60 درصد داشتند. که در صنعت زغال سنگ تأثیر خود را گذاشت. این در شرایطی بود که بر اساس نرخ تورم بهای تمام شده زغال سنگ افزایش یافت. بطور مثال یکی از محصولاتی که در سال 1397 هر تن 9 میلیون تومان خریداری می شد. اکنون بهای آن 55 میلیون تومان به ازای هر تن است.