سخت شدن سن چیست؟

 

سخت شدن سن، همچنین به عنوان سخت شدن بارش شناخته می شود، نوعی عملیات حرارتی است که برای ایجاد استحکام به فلزات و آلیاژهای آنها استفاده می شود. سخت شدن رسوبی نامیده می شود زیرا از ناخالصی های جامد یا رسوبات برای فرآیند تقویت استفاده می کند. این فلز با حرارت دادن یا نگهداری آن در دماهای پایین تر پیر می شود تا رسوبات تشکیل شود. فرآیند سخت شدن سن توسط آلفرد ویلم کشف شد.

 

سخت شدن سن (سخت شدن رسوبی) به پردازش حرارتی کنترل شده برای افزایش استحکام مکانیکی در آلیاژهای فلزی چکش خوار مانند فولادهای زنگ نزن سخت کننده رسوبی{0} (به عنوان مثال،17-4PH، 15-5PH) و سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل (به عنوان مثال،اینکونل 718، مونل K500). این فرآیند تحت کنترل استانداردهای ASTM، ASME و AMS، شامل درمان محلول، خاموش کردن سریع و پیری کنترل شده است. این توالی فازهای ثانویه ظریفی را رسوب می دهد که حرکات نابجایی را در شبکه کریستالی مسدود می کند، دوام استثنایی، قابلیت تحمل بار-در دمای بالا و مقاومت در برابر تغییر شکل را بدون به خطر انداختن یکپارچگی سازه ارائه می کند.

 

فلزات چکش خوار و آلیاژهای نیکل، منیزیم و تیتانیوم برای فرآیند سخت شدن سن مناسب هستند. از طریق فرآیند سخت شدن سن، استحکام کششی و تسلیم افزایش می یابد. رسوبات تشکیل شده از حرکت نابجایی یا نقص در شبکه کریستالی فلزات جلوگیری می کند. فلزات و آلیاژها باید ساعت ها در دماهای بالا نگهداری شوند تا بارندگی رخ دهد. از این رو این فرآیند سخت شدن سن نامیده می شود.

 

 

مراحل فرآیند سخت شدن سن به شرح زیر است: ابتدا، فلز تحت درمان با محلول{1}}در دمای بالا قرار می گیرد تا همه اتم های املاح حل شوند و یک محلول جامد تک فازی- تشکیل شود. پس از آن، تعداد زیادی از هسته های میکروسکوپی معروف به "منطقه" در داخل فلز تشکیل می شود. این فرآیند تشکیل بیشتر با افزایش دما تسریع می شود.

 

1. درمان با محلول

آلیاژ تا دمایی گرم می شود که عناصر آلیاژی در محلول جامد حل می شوند. سپس به سرعت، اغلب توسط هوا یا آب، خنک می شود تا این عناصر در یک ساختار فوق اشباع باقی بماند.

 

 

2. پیری

این ماده در دمای کنترل شده، یا در دمای اتاق (پیری طبیعی) یا در یک کوره (پیری مصنوعی) نگهداری می شود. رسوبات ریز شروع به تشکیل می کنند.

 

 

3. تقویت

رسوبات ریز حرکت نابجایی را مسدود می کند، استحکام تسلیم، استحکام کششی و سختی را افزایش می دهد.

 

مزایای سن سخت شدن

• استحکام کششی و تسلیم بالایی به فلزات می دهد
• مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهد
• ماشین کاری را بهبود می بخشد
• باعث تغییر شکل قطعه نمی شود
• کاربردهای صنعتی

 

کاربردهای صنعتی سخت کاری سن:

• تقویت فلزات مانند آلومینیوم، نیکل، فولاد ضد زنگ و تیتانیوم
• سخت کردن شیرهای دروازه، اجزای موتور، شفت، چرخ دنده و پیستون
• کروی های تقویت کننده، بوشینگ ها، پره های توربین، بست ها، قالب ها و اجزای ظروف زباله های هسته ای
• پردازش قطعات هواپیما، تجهیزات پردازش و میل سوپاپ

 

 

فولاد ضد زنگ 17-4PH (UNS S17400 / ASTM A564) یک نمونه صنعتی رایج است.

حاوی تقریباً 3-5٪ مس است که در طول پیری رسوبات غنی از مس را تشکیل می دهد. این رسوبات فولاد ضد زنگ مارتنزیتی را تقویت می کند.

عملیات حرارتی	دمای معمولی پیری	کاربرد معمولی
H900	482 درجه (900 درجه فارنهایت)	استحکام و سختی بالا
H1025	552 درجه (1025 درجه فارنهایت)	قدرت و استحکام متعادل
H1075	579 درجه (1075 درجه فارنهایت)	چقرمگی و شکل پذیری بالاتر
H1150	621 درجه (1150 درجه فارنهایت)	چقرمگی و شکل پذیری بهبود یافته

اینها عناوین استاندارد پیری هستند، نه روشهای عملیات حرارتی کامل. درمان محلول، زمان نگهداری، خنک شدن و ضخامت مواد باید از مشخصات قابل اجرا پیروی کند.

 

 

ویژگی	سخت شدن سن	خاموش کننده و معتدل
مکانیسم اصلی	تشکیل رسوب ریز	تشکیل مارتنزیت و تمپر
آلیاژهای معمولی	17-4PH، 15-5PH، آلیاژهای آلومینیوم	فولاد کربن، فولاد کم آلیاژ-
تقویت ذرات	بله	کاربیدهای تمپر شده و سایر فازها ممکن است تشکیل شوند
مرحله پیری	مورد نیاز	مرحله حرارت دادن
مثال	17-4PH H900	AISI 4140 Q&T

مهم: سخت شدن سن و تلطیف فرآیند یکسانی نیستند. برخی از آلیاژها، مانند 17-4PH، برای دستیابی به خواص مشخص شده خود، به تصفیه محلول و به دنبال آن پیری رسوبی نیاز دارند.

 

چرا سخت شدن سن در مهندسی مهم است؟

سخت شدن سن زمانی مفید است که یک جزء بدون تکیه بر محتوای کربن بسیار بالا به استحکام بالایی نیاز دارد.

کاربردهای معمولی عبارتند از:

• دریچه‌های نفت و گاز، شفت‌ها و فشار{0}}شامل اجزای تشکیل دهنده.
• اتصال دهنده های هوافضا و اجزای ساختاری.
• شفت های دریایی و اجزای پمپ.
• تجهیزات پردازش شیمیایی
• میله‌های گرد و آهنگری{0}} فولاد ضد زنگ با استحکام بالا.

 

محصولات مرتبط

میله گرد Inconel 718

میله گرد مونل 400

میله فولادی ضد زنگ 17-4PH

اکنون تماس بگیرید

 

درباره شرکت تجهیزات خط لوله Zhengzhou Huitong, LTD.

HT PIPE یک سهامدار و صادرکننده معروف-است. ما یک تامین کننده مواد آلیاژی ضد زنگ/کربن/نیکل با تجربه صادرات 15+ هستیم. ما نه تنها لوله، صفحه، میله گرد، بلکه اتصالات لوله، فلنج و ... را نیز ارائه می دهیم. برای اطلاعات بیشتر و قیمت ها به صورت رایگان با ما تماس بگیرید.

 

 

 

س: سخت شدن سن چیست؟

پاسخ: سخت شدن سن که به آن سخت شدن رسوبی نیز می گویند، یک فرآیند عملیات حرارتی است که برای افزایش استحکام و سختی فلزات خاص با تشکیل ذرات ریز به نام رسوب در داخل ریزساختار فلز استفاده می شود.

 

س: آیا سخت شدن سن مانند سخت شدن بارش است؟

ج: بله. سن سخت شدن نام دیگر سخت شدن بارشی است. هر دو تقویت را از طریق تشکیل رسوبات ریز توصیف می کنند.

 

س: آیا فولاد ضد زنگ می تواند سخت شود؟

پاسخ: بله، اما فقط گریدهای خاصی. 17-4PH، 15-5PH، 13-8Mo، و برخی دیگر از فولادهای زنگ نزن سخت‌کننده بارش برای این فرآیند طراحی شده‌اند. فولاد ضد زنگ معمولی 304 و 316 معمولاً برای دستیابی به استحکام قابل مقایسه با سن سخت شده نیستند.

 

س: آیا میله های گرد 17-4PH می توانند بعد از ماشین کاری سخت شوند؟

پاسخ: بله. 17-4میله‌های PH را می‌توان در شرایط سنی-سخت‌شده یا ماشین‌کاری و متعاقباً کهنه‌شده عرضه کرد، مشروط بر اینکه عملیات حرارتی با فرآیند ماشین‌کاری و الزامات ابعادی سازگار باشد.

 

س: تفاوت بین سخت شدن سن و آنیل چیست؟

A: بازپخت فلز را نرم می کند تا شکل پذیری را بهبود بخشد و تنش های داخلی را کاهش دهد، در حالی که سخت شدن سن به طور عمدی سختی و استحکام تسلیم را از طریق بارش حرارتی کنترل شده پس از تصفیه محلول افزایش می دهد.

 

س: کدام مواد بیشتر از سخت شدن بارش سود می برند؟

پاسخ: سخت شدن رسوبی بر روی فولادهای زنگ نزن (مثلاً 17-4PH، 15-5PH) و سوپرآلیاژهای نیکل (مثلاً Inconel 718، Monel K500) که در کاربردهای صنعتی با تنش بالا استفاده می‌شوند، مؤثرتر است.