سخت کاری فلزات یکی از مراحل اصلی ساخت بیشتر قطعات صنعتی مهم است. همان‌طور که از نام این فرایند مشخص است، با انجام آن قطعه سخت‌تر می‌شود. با مطالعه این مطلب با یکی از روش‌های عملیات حرارتی، یعنی سخت کاری فلزات آشنا می‌شوید. در ادامه مطلب با آقای مهندس همراه باشید:
همان‌طور که از نام عملیات سخت کاری مشخص است، با استفاده از این عملیات، خواص مکانیکی بهبود میابد و همچنین موجب افزایش سختی سطحی قطعه می‌شود. انجام عملیات حرارتی سخت کاری باعث می‌شود قطعاتساخته‌شده سخت‌تر و بادوام تر شوند. آلیاژها را تا دمای بالاتر از دمای بحرانی انتقالی (critical transformation temperature) گرم می‌کنند و سپسبه‌سرعت به اندازه مشخصی سرد می‌کنند تا ساختار فلز بسیار سخت‌تر و قوی‌ترشود.
با توجه به مقدار عناصر آلیاژی موجود در مواد، آلیاژها می‌توانند توسط هوا خنک شوند و یا با غرق شدن در روغن صنعتی، آب یا مایع دیگر عملیات خنک شدن بر روی آنها انجام گیرد. مواد سخت کاری شده معمولاً اصطلاحاً تمپر شده و تنش‌های پسماند درون خود را از دست می‌دهند و این امر برای بهبود ثبات ابعادی و بالا بردن سختی بسیار مناسب است.
قطعات فولادی اغلب نیاز به یک عملیات حرارتی برای به دست آوردن خواص مکانیکی بهبود یافته مانند افزایش سختی و مقاومت بیشتر دارند. فرایند سختکاری شامل مراحل زیر است:
- گرم کردن قطعه تا بالاتر از دمای بحرانی (نرمال سازی)
- یک ساعت نگه داشتن در این دما برای هر اینچ ضخامت
- خنک کردن قطعه با نرخ و سرعت مشخص به‌طوری که باعث می‌شود مواد ساختاری بسیار سخت‌تر و قوی‌تر پیدا کنند.
فولاد اساساً آلیاژ آهن و کربن است و سایر آلیاژهای فلزی دارای عناصر فلزی دیگر در محلول خود هستند. گرم کردن ماده تا بالاتر از دمای بحرانی باعث می‌شود کربن و سایر عناصر به حالت محلول جامد در بیایند و از طرف دیگر. کوئینچ کردن یا همان خنک کردن ناگهانی ریزساختار ماده باعث ایجاد تنش می‌شود. بنابراین با انجام عملیات تمپر کردن یا به عبارتی خنک کردن ریزساختارها طبق نرخ و سرعت مشخص قطعات به تدریج دمای خود را از دستداده و ریزساختار تغییر میابد و ماده سختی مناسب را به دست آورده و تنش‌ها از بینمی‌روند.
