مراحل آنیل یا بازپخت فولاد

بازیابی (Recovery)

در طول عملیات حرارتی بازیابی، عیوب داخلی و تنش هایی که در طول عملیات کار سرد در قطعه ایجاد شده بودند، از بین می روند. در نتیجه انرژی داخلی شبکه کاهش پیدا می کند. بازیابی پیش از به وجود آمدن دانه های جدید عاری از کرنش انجام می شود و اندازه و شکل دانه ها تحت تأثیر قرار نمی گیرند.

تبلور مجدد (Recrystallization)

دومین مرحله از فرایند بازپخت، تبلور مجدد است. در طول این عملیات دانه های جدید عاری از کرنش به وجود می آیند و رشد می کنند تا جایگزین دانه هایی شوند که در طی عملیات کار سرد تغییر شکل یافته بودند.

رشد دانه (Grain Growth)

در صورتی که تبلور مجدد خاتمه یابد و دانه های جدید جایگزین دانه های قبلی شوند، این دانه ها رشد می کنند و به هم می پیوندند. در این حالت ریزساختار درشت و خشنی به دست می آید و قطعه تا حدودی استحکام خود را از دست می دهد.

انواع بازپخت

واژه آنیل یک مفهوم کلی است. در عمل بی نهایت روش آنیل برای رسیدن به ساختار مطلوب وجود دارد. این روش ها با توجه به دمای عملیات و نرخ سرد کردن طبقه بندی می شوند. در این بخش به مهم ترین این فرایندها اشاره می کنیم.

آنیل کامل (Full Annealing)

از فرایند آنیل کامل به عنوان «آنیل» نیز یاد می شود. هدف از انجام این عملیات، رسیدن به ریزساختاری همگن و یکنواخت است؛ درست همانند ریزساختاری که در نمودار تعادلی فازی مشاهده می شود. بنابراین در این حالت باید انتظار یک ساختار منعطف و چقرمه ای را داشته باشیم که استحکام خیلی بالایی از خود نشان ندهد.

گستره دمایی عملیات آنیلینگ تابع درصد کربن است. در واقع برای فولادهای هیپویوتکتوئیدی، فولاد کمی تا بالای منطقه تک فازی تشکیل آستنیت حرارت داده می شود. اما برای فولادهای هایپریوتکتوئیدی فولاد کمی تا بالای دمای استحاله یوتکتوئیدی و در منطقه دو فازی آستنیت-سمنتیت حرارت داده می شود. علت این کار هم این است که سمنتیتی (Fe3C) که به صورت لایه های پیوسته تشکیل شده، شکسته شده و به صورت سمنتیت کروی دربیاید.

زمان نگه داری در دمای بالا بستگی به ساختار نهایی و خواصی است که از قطعه انتظار می رود. بنابراین ممکن است کل ساختار به آستنیت تبدیل شود یا تنها بخشی از آن دچار تغییر فاز شود.پس از این کار قطعه در کوره یا هوا سرد می شود. در این حالت سرعت سردکردن باید به اندازه ای آهسته باشد که از تشکیل فازهای غیر تعادلی بینیت و مارتنزیت جلوگیری شود.

آنیل هم دما (Isothermal Annealing)

آنیل همدما در طول یک فرایند دو مرحله ای انجام می شود. شروع فرایند مشابه فرایندی است که برای آنیل کامل اتفاق می افتد. یعنی قطعه تا دمای تشکیل آستنیت گرم می شود. اما پس از این مرحله، قطعه به سرعت تا زیر دمای استحاله یوتکتوئید (که در اصطلاح دمای A1 نامیده می شود) سرد می شود و در این دما به مدت زمان کافی نگه داشته می شود تا قطعه دچار دگرگونی شود. پس از پایان استحاله های فازی، فولاد را با هر آهنگی می توان سرد کرد.