عملیات حرارتی فرآیندهایی هستند که به منظور بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی فولادها انجام می‌شوند. این فرآیندها شامل نرم‌کردن، سخت‌کاری و تمپر کردن هستند و تحت استانداردهای مختلفی انجام می‌شوند. در ادامه به بررسی چند استاندارد مهم در این زمینه می‌پردازیم.
استاندارد عملیات حرارتی ASTM A182
استاندارد ASTM A182 به مشخصات فولادهای آلیاژی و غیرآلیاژی که در ساخت اتصالات، لوله‌ها و قطعات تحت فشار در صنایع مختلف، به ویژه نفت و گاز، پتروشیمی و نیروگاه‌ها استفاده می‌شود، می‌پردازد. این استاندارد به طور خاص بر روی خواص مکانیکی و شیمیایی این فولادها تمرکز دارد و به تعیین شرایط عملیات حرارتی آنها می‌پردازد.
محدوده استفاده از ASTM A182
این استاندارد به مشخصات فولادهای آلیاژی و غیرآلیاژی در ساخت اتصالات، لوله‌ها و قطعات تحت فشار در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی می‌پردازد. این فولادها معمولاً در شرایط دما و فشار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.
جزئیات بیشتر در رابطه با ASTM A182
ASTM A182 شامل مشخصات فنی و شیمیایی برای انواع فولادها از جمله فولادهای کربنی، آلیاژی و زنگ‌نزن است. این استاندارد همچنین شامل تست‌های مختلفی برای ارزیابی خواص مکانیکی و شیمیایی فولادها می‌باشد.
نرم‌کردن:
نرم‌کردن یک فرآیند حرارتی است که در آن فولاد به دمای مشخصی (معمولاً بالاتر از دمای انحلال) گرم می‌شود و سپس به آرامی سرد می‌گردد. هدف از این فرآیند کاهش سختی و افزایش قابلیت شکل‌پذیری است.
سخت‌کاری:
سخت‌کاری به فرآیندی اطلاق می‌شود که در آن فولاد به دمای بالا (بالاتر از دمای آستنیتی) گرم شده و سپس به سرعت در آب یا روغن سرد می‌شود. این فرآیند باعث افزایش سختی و استحکام فولاد می‌گردد.
تمپر کردن:
تمپر کردن مرحله‌ای است که پس از سخت‌کاری انجام می‌شود. در این مرحله، فولاد به دمایی پایین‌تر از دمای سخت‌کاری گرم می‌شود تا تنش‌های داخلی کاهش یابد و برخی خواص مکانیکی بهبود یابد. این فرآیند معمولاً باعث کاهش سختی و افزایش انعطاف‌پذیری می‌شود.
استاندارد عملیات حرارتی ASME SA-213
استاندارد ASME SA-213 به مشخصات و الزامات لوله‌های فولادی آلیاژی و زنگ‌نزن که در کاربردهای فشار بالا و دماهای بالا استفاده می‌شوند، می‌پردازد. این استاندارد تحت نظارت مؤسسه مهندسان مکانیک آمریکا (ASME) توسعه یافته و به ویژه برای کاربردهای در صنایع انرژی، پتروشیمی و نیروگاه‌ها طراحی شده است.
محدوده استفاده از ASME SA-213:
این استاندارد برای لوله‌های فولادی آلیاژی و زنگ‌نزن که در سیستم‌های بخار و آب داغ استفاده می‌شوند، به کار می‌رود. این استاندارد به ویژه در صنایع انرژی، پتروشیمی و نیروگاه‌ها کاربرد دارد.
جزئیات بیشتر در رابطه با ASME SA-213:
ASME SA-213 شامل مشخصات فنی و خواص مکانیکی برای لوله‌های فولادی است که تحت فشار بالا و دماهای بالا کار می‌کنند. این استاندارد همچنین تست‌های مختلفی برای ارزیابی کیفیت و عملکرد این لوله‌ها تعریف کرده است.
نرم‌کردن:
نرم‌کردن در این استاندارد نیز به منظور کاهش سختی و افزایش قابلیت شکل‌پذیری فولاد انجام می‌شود. این فرآیند به ویژه برای لوله‌ها و اتصالاتی که در دماهای پایین کار می‌کنند، اهمیت دارد.
سخت‌کاری:
سخت‌کاری در ASME SA-213 مشابه با ASTM A182 است و هدف آن افزایش سختی و استحکام فولاد است. این فرآیند به ویژه برای فولادهایی که در شرایط سخت کار می‌کنند، ضروری است.
تمپر کردن:
تمپر کردن به عنوان یک مرحله مهم پس از سخت‌کاری در این استاندارد نیز وجود دارد و به بهبود خواص مکانیکی فولاد کمک می‌کند. این فرآیند معمولاً باعث کاهش تنش‌های داخلی و افزایش انعطاف‌پذیری می‌شود.
استاندارد عملیات حرارتی EN 10028
استاندارد EN 10028 به مشخصات و الزامات فولادهای زنگ‌نزن و آلیاژی که در ساخت لوله‌ها، ورق‌ها و قطعات تحت فشار استفاده می‌شوند، می‌پردازد. این استاندارد تحت نظارت کمیته‌های استانداردسازی اروپا (CEN) توسعه یافته و به ویژه برای کاربردهای صنعتی که نیاز به مقاومت بالا در برابر فشار و دما دارند، طراحی شده است.
محدوده استفاده از EN 10028:
این استاندارد برای فولادهای زنگ‌نزن و آلیاژی که در ساخت لوله‌ها و قطعات تحت فشار استفاده می‌شوند، به کار می‌رود. این استاندارد به ویژه در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد دارد.
جزئیات بیشتر در رابطه با EN 10028:
EN 10028 شامل مشخصات فنی و خواص مکانیکی برای فولادهای تحت فشار است و تست‌های مختلفی برای ارزیابی کیفیت و عملکرد این مواد تعریف شده است. این استاندارد به فولادهای با مقاومت بالا و دماهای بالا اشاره دارد.
نرم‌کردن:
نرم‌کردن در این استاندارد نیز به منظور کاهش سختی و افزایش قابلیت شکل‌پذیری فولاد انجام می‌شود. این فرآیند به ویژه برای فولادهای آلیاژی که در شرایط خاص کار می‌کنند، اهمیت دارد.
سخت‌کاری:
سخت‌کاری در EN 10028 نیز به منظور افزایش سختی و استحکام فولاد انجام می‌شود. این فرآیند معمولاً برای فولادهایی که در شرایط سخت و تحت فشار کار می‌کنند، ضروری است.
تمپر کردن:
تمپر کردن به عنوان یک مرحله مهم پس از سخت‌کاری در این استاندارد نیز وجود دارد و به بهبود خواص مکانیکی فولاد کمک می‌کند. این فرآیند معمولاً باعث کاهش تنش‌های داخلی و افزایش انعطاف‌پذیری می‌شود.
عملیات حرارتی فولادها و نحوه‌ی انتخاب پارامترهای مناسب
عملیات حرارتی فرآیندهایی هستند که به منظور بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی فولادها انجام می‌شوند. این فرآیندها شامل نرم‌کردن، سخت‌کاری و تمپر کردن هستند. انتخاب پارامترهای مناسب برای عملیات حرارتی به نوع فولاد، کاربرد نهایی و شرایط محیطی بستگی دارد. در ادامه به بررسی مراحل مختلف عملیات حرارتی و نحوه انتخاب پارامترهای مناسب می‌پردازیم.
انتخاب فولاد مناسب برای عملیات حرارتی:
انتخاب فولاد مناسب به نوع کاربرد، خواص مکانیکی مورد نیاز و نوع عملیات حرارتی بستگی دارد. فولادهای کربنی، آلیاژی و زنگ‌نزن هر کدام خواص خاص خود را دارند که باید در نظر گرفته شوند. به عنوان مثال، فولادهای آلیاژی معمولاً برای کاربردهای با دما و فشار بالا مناسب‌تر هستند.
اندازه مناسب قطعه برای عملیات حرارتی:
اندازه و شکل قطعه نیز در انتخاب پارامترهای عملیات حرارتی تأثیرگذار است. قطعات بزرگ ممکن است نیاز به زمان بیشتری برای گرم شدن و سرد شدن داشته باشند. همچنین، شکل قطعه می‌تواند بر توزیع دما در حین عملیات حرارتی تأثیر بگذارد.
خواص مکانیکی برای عملیات حرارتی:
خواص مکانیکی مانند سختی، استحکام و انعطاف‌پذیری باید در انتخاب پارامترهای عملیات حرارتی مد نظر قرار گیرند. این خواص تحت تأثیر دما، زمان و روشهای خنک‌سازی قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، افزایش دما معمولاً منجر به افزایش سختی می‌شود، اما ممکن است انعطاف‌پذیری را کاهش دهد.
این اطلاعات می‌تواند به عنوان یک راهنمای جامع برای درک استانداردهای مختلف عملیات حرارتی و انتخاب مناسب‌ترین روش‌ها و پارامترها برای فولادها مورد استفاده قرار گیرد.
