عملیات Annealing
بهبود خواص مکانیکی مفاطع فولادی معمولا با روش‌های مختلفی صورت می‌گیرد که یکی از مهم‌ترین آنها روش آنیلینگ(Annealing) یا بازپخت است. در این روش ابتدا به فلز حرارت زیادی داده میشود و در ادامه برای خنگ شدن، آن را به محیط منتقل می‌کنند. در واقع این روش باعث افزایش سختی، استحکام و قابلیت ماشین‌کاری فلز میشود. در این مطلب تلاش می‌کنیم تا اطلاعات مفید و کاربردی در خصوص عملیات آنیلینگ به مخاطبان گرامی ارائه نماییم.
بهبود خواص
از نظر مهندسان هر نوع روش حرارتی که ساختاری به غیر از مارتنزیت(Martensite) با سختی پایین‌تر و انعطاف‌پذیری تشکیل دهد، عملیات آنیلینگ نامیده میشود. البته این تعریف آنطور که باید دقیق و مکفی نیست، چون به فرآیند‌های مشخص و دقیق‌تر توجهی ندارد و تنها بر روی مفاهیم کلی متمرکز است. تقسیم‌بندی در روش آنیلینگ نیز معمولا شامل دما، روش سرد شدن و ساختار است. نکته مهم اینکه در علم متالورژی به روشی حرارتی برای تغییر ویژگی‌های فیزیکی مواد (تغییر Ductility و سختی) آنیلینگ گفته میشود.
اهداف
از دیرباز تغییر شکل مواد با دشواری‌های فراوانی همراه بوده، تا اینکه بعد از آزمایشات فراوان مهندسان موفق به کشف عملیات بازپخت و یا همان آنیلینگ شدند. در واقع با این روش مواد دیگر دچار شکستگی نمی‌شوند و مقدار پسماندها به حداقل می‌رسد و دقیقا به همین دلیل است که امروزه تولیدکنندگان از این روش مطمئن و به صرفه برای بهبود خواص محصولات فولادی(استحکام، مغناطیسی، دفع‌تنش‌ها و خواص‌الکتریکی) استفاده می‌کنند. تولیدکنندگان برتر فولاد در اروپا نیز به دلیل حداقلی پسماندها توجه ویژه‌ای به روش آنیلینگ دارند.
روش‌‌ها
فرآیند حرارتی آنیلینگ به سه دسته آنیل‌کامل، ایزوترمال، اسفرودایز شناخته می‌شوند که در این بخش هر چند کوتاه هر یک را معرفی می‌کنیم.
آنیل کامل
در این فرآیند ابتدا فولاد در دمایی مشخص حرارت داده میشود و بعد از آن به آهستگی مرحله سرد شدن را با سرعت 02 / 0 درجه سانتیگراد بر ثانیه طی می‌نماید. با توجه به نحوه سرد شدن فلز در این روش معمولا کارشناسان از کوره سرد برای فلز حرارت دیده استفاده می‌کنند.
آنیل ایزوترمال
این روش نیز شباهت‌هایی با آنیل کامل دارد. در عملیات آنیل‌ایزوترمال معمولا حرارت محصول را از دمای بلوری شدن بیشتر می‌کنند و در ادامه با سرعت کمی دما را کاهش می‌دهند. هر چند به ظاهر دو روش شبیه یکدیگر هستند، ولی واقعیت این است که در سبک آنیل‌ایزوترمال محصول مورد نظر در زمان کوتاه‌تری آماده میشود. نکته دیگر اینکه روش آنیل‌ایزوترمال دشواری‌های دوچندان دارد لذا از فولادهایی با آلیاژ بیشتر استفاده میشود.
آنیل اسفرودایز
در میان تولیدکنندگان و کارشناسان روش آتیل‌اسفرودایز از محبوبیت بیشتری برخوردار است، چون به روند بهبود خواص محصولات نهایی سرعت بیشتری میبخشد. به گفته متخصصان آنیل اسفرودایز از چهار مرحله پیش گرمایش (Preheating)، ایجاد حرارت (Heating)، نگهداری (Holding) و خنک‌کردن (Cooling) تشکیل شده است.
کاربرد آنیلینگ
اگر بخواهیم خلاصه‌ترین تعریف کاربرد آنیلینگ را بیان کنیم، باید گفت که این فرآیند برای نرم‌کردن، افزایش‌انعطاف و از بین بردن اثرات سختی فلز استفاده میشود، البته نباید بهبود ماشین‌کاری، ضربه‌پذیری، هدایت‌الکتریکی را فراموش کرد.
فولاد آنیل شده
باید اعتراف کنیم که فولاد آنیل شده در صنعت فولاد‌سازی بسیار مورد توجه و محبوب است، چون این روش باعث میشود که فولاد با بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی همراه شده و کاربرد و کیفیت دوچندان پیدا کند. بررسی بازارهای جهانی و داخلی به ما می‌گوید که سرمایه‌گذاری در این بخش می‌تواند ضمن اشتغالزایی، ارز فراوانی را به اقتصاد تزریق نماید. البته آنیلینگ کردن فولاد جزء روش های پیچیده محسوب میشود چرا که باید به دقت حرارت فولاد را کنترل کرد در غیر این صورت انرژی زیادی به تلف خواهد شد و اصلا مقرون به صرفه نیست.
در پایان
همانطور که قبلا اشاره کردیم عملیات آنیل کردن (باز پخت) برای بهبود خواص مکانیکی محصولات فولادی کاربرد دارد. این فرآیند برای نرم‌کردن، افزایش‌انعطاف، از بین بردن اثرات سخت شدن فلز، بهبود ماشین‌کاری، ضربه‌پذیری، افزایش قابلیت‌رسانایی، هدایت الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نکته دیگر اینکه بازپخت در کوره‌های آنیل تک‌پایه‌ای و آنیل چند پایه‌ای انجام میشود.