عملیات کوئنچ کردن یا خنک سازی چیست؟

5/5
عملیات کوئنچ کردن یا خنک سازی چیست؟ | شرکت نورد و قطعات فولادی
مقالات مرتبط در شرکت نورد

کوئنچ کردن برای انواع فلزات استفاده می‌شود. در واقع عبارت است از سرد کردن سریع انواع فلزات با استفاده از مواد مختلف مانند، آب، هوا یا روغن؛ اما هدف از اینکار چیست؟ هدف از سرد کردن یا کوئنچ کردن فلزات دستیابی به خواص خاصی از فلزها است. فرایند کوئنچ کردن بسیار مهم است و از عوامل مختلفی مانند تغییر فاز در دماهای پایین جلوگیری می‌کند. برای بهبود خواص فلزات از فرایند کوئنچ کردن استفاده می‌شود. در ادامه این مطلب بیشتر با مفهوم کوئنچ و دیگر موارد آشنا خواهیم شد.

 

درباره فرایند کوئنچ چه می‌دانید؟

کوئنچ کردن فلزات یکی از مراحل بسیار مهم برای تمامی فلزات است که در عملیات‌های حرارتی باید انجام شود. در لغت به کوئنچ کردن خاموش کردن نیز می‌گویند. در واقع با کوئنچ، می‌توان فرایند فرونشاندن یا همان سرد کردن فلزات را انجام داد. فرایند کوئنچ کردن نیز عبارت است از انجام عملیات ذوب فلز در دمای بسیار بالا و به دنبال آن کمک گرفتن از فرایند دیگر برای خنک سازی سریع فلزات. برای اینکه بتوان خواص مطلوب و صحیحی از فلزات بدست آورد، از فرایند خنک سازی استفاده می‌شود.

 

عملیات کوئنچ کردن

 

برای خنک سازی وجود آب، روغن و هوا ضروری است. تولید کنندگان فولاد یکی از این سه مورد را برای خنک سازی انتخاب می‌کنند. با اجرای فرایند کوئنچ خواص مکانیکی فلزات حفظ می‌شود. برای آلیاژهای زیادی از فرایند کوئنچ استفاده می‌شود؛ اما بیشترین استفاده از این فرایند برای فولادها است. کوئنچ مزایای زیادی دارد به همین دلیل بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در واقع این فرایند علاوه بر افزایش چقرمگی در فولادها سبب سختی و استحکام بالای آن‌ها نیز می‌شود.

بیشتر بخوانید: 0 تا 100 فرایند فورج و انواع آن

انواع محیط‌های کوئنچینگ

برای کوئنچ کردن نیاز به محیط‌های مختلفی است. این محیط‌ها زیاد هستند؛ اما از چند مورد از آن‌ها بسیار استفاده می‌شود که عبارتند از:

✔ روغن

✔ نمک مذاب

✔ کاستیک

✔ گاز

هر یک از این محیط‌ها برای فلزهای مختلف استفاده می‌شوند. البته کاربرد فلزات در آینده نقش مهمی در انتخاب یکی از این محیط‌ها دارد. در هر یک از این روش‌ها خواص ماده متفاوت خواهد بود، به همین دلیل برای فولادهای مختلف یکی از محیط‌ها را انتخاب می‌کنند. البته گاهی ممکن است برای یک فولاد از چند روش استفاده کنند. برای مثال گاهی از محیط‌های هوا و آب برای فولاد استفاده خواهند کرد.

 

انواع محیط‌های کوئنچینگ

 

به این صورت که فلز را ابتدا با محیط خنک می‌کنند و سپس برای کامل کردن کوئنچ آن را در محیط دیگری مانند آب قرار می‌دهند. فرایند خنک سازی فلزات بسیار سریع است. به گونه‌ای که سبب ایجاد انواع فلزات مانند شیشه‌ای، فلز بی شکل یا فلز متالیک می‌شود.

سرعت خنک سازی باید بالا باشد، زیرا در صورت کند بودن سرعت نیروهای ترمودینامیکی به زمان زیادی برای تغییر دادن ریز ساختار ماده نیاز دارد. متالوژیست تعیین می‌کند که از کدام پارامترها برای خاموش کردن استفاده شود و محصول نهایی با شکل مورد نظر تولید گردد.

 

✅ کوئنچ کردن با روغن

زمانی که سختی فولادها کمتر باشد و شکل گیری یا کارایی آن بیشتر باشد؛ از فرایند کوئنچ با روغن برای خنک سازی استفاده می‌شود. زمانی که این فرایند روی فولادها انجام شود، تمامی روغن‌ها اکسید شده و سپس به لجن تبدیل می‌شوند. در صورتی که لجن در حین انجام فرایند کوئنچ تشکیل شود، امکان خنک سازی با سرعت بالا وجود ندارد.

بیشتر بخوانید: آشنایی با عملیات حرارتی تبلور مجدد

✅ کوئنچ کردن فلزات با گاز

زمانی که تولید کنندگان قصد دارند ترک خوردگی فلزات به حداقل ممکن برسانند، از گاز بعنوان یک محیط خاموش کننده مناسب استفاده می‌شود. در این روش فشار و سرعت اپراتورها تنظیم می‌شود و فرایند کوئنچ کردن انجام خواهد شد. گازهای مختلفی مانند نیتروژن، هوا، گاز آرگوم، هلیوم و… در روش خنک سازی با گاز بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

مزایای کوئنچ چیست؟

 

مزایای کوئنچ چیست؟

اگر از روش‌های مناسبی برای کوئنچ فولادها استفاده شود؛ فرایند کوئنچ بسیار عالی و تغییرات مناسب انجام می‌شود. استفاده از روش‌هایی مانند روغن یا آب نمک برای فلزات مفید بوده و سبب سخت شدن آن‌ها می‌شود. البته فرایند کوئنچ مزایای دیگری نیز دارد که برخی از آن‌ها عبارتند از:

✅ عمر فلزات با انجام عملیات کوئنچ افزایش چشمگیری خواهد داشت.

✅ مواد و فلزاتی که کوئنچ شده‌اند، بسیار بادوام هستند. علاوه بر اینها مقاومت کششی بسیار عالی نیز دارند.

✅ نسبت به سایر عملیات‌های حرارتی قیمت مناسبی دارد؛ همچنین بسیار ساده است.

✅ سایش فلزات کاهش می‌یابد و مقاومت فولادها نیز بالا خواهد رفت.

 

نتیجه گیری

برای تمامی فولادها از عملیات‌های حرارتی مختلفی استفاده می‌شود. کوئنچ کردن نیز یکی از این فرایندها است که سبب تغییر خواص مکانیکی و بهبود آن‌ها می‌شود. با کمک عملیات کوئنچ می‌توان در زمان کم فلزات را خنک کرد و تغییراتی در خواص مکانیکی یا فیزیکی آن‌ها ایجاد نمود.

بیشتر بخوانید: عملیات کربوره کردن فولاد

با این حال روغن مزایای زیادی دارد و یک خنک کننده محبوب برای انواع فلزات است. از مزایای این نوع محیط می‌توان به کاهش ترک خوردگی یا تاب خوردن فلزات اشاره کرد. علاوه بر اینها سرعت بسیار مناسب در خنک سازی فلزات دارد. البته با استفاده از ترکیبات شیمیایی روغن می‌توان سرعت خنک سازی را تنظیم نمود.

 

✅ کوئنچ کردن با استفاده از نمک مذاب

کوئنچینگ با نمک مذاب نیز مزایای خاص خود را دارد؛ برای مثال از ترک خوردگی فلزات در تمامی مراحل جلوگیری می‌کند. سرعت خنک شدن در این محیط کمتر است؛ به همین دلیل خطر ترک خوردگی و اعوجاج نیز کمتر می‌شوند. در این روش نیز می‌توان از ترکیبات مختلفی استفاده کرد. در واقع با این ترکیبات سرعت خنک سازی تنظیم شده و پایان کار فلز بی نقض خواهد بود. با استفاده از ترکیبات می‌توانید فرایند کوئنچ کردن فلزات را کنترل نمایید.

 

انواع محیط‌های کوئنچینگ

 

✅ کوئنچینگ با کاستیک

کاستیکیدیگر از روش‌های خنک کننده فلزات است. در این روش از مواد مختلفی استفاده می‌شود که شامل موارد زیر هستند:

✔ آب نمک

✔ آب

✔ سود سوزآور

با کمک کاستیک‌ها می‌توان گرما را در مدت زمان کوتاه از فلزات دور کرد. به دلیل سرعت بالا در خنک سازی فلزات با این روش، شدیدترین حالت کوئنچ کردن در تمامی فلزات ایجاد می‌شود. این روش بیشتر زمانی که فلز باید به سختی مورد نیاز برسد کاربرد دارد. البته ممکن است به دلیل تغییر دما با سرعت بالا فلزات دچار شکنندگی، تاب برداشتن با ترک خوردگی شوند. حتی زمانی که عملیات کوئنچ کردن بدرستی انجام شود باز هم امکان ترک خوردگی یا تاب برداشتن فلزات وجود دارد. برای مثال آب یک ماده خنک کننده است که ممکن است پس از سرد کردن فولادها سبب ایجاد تاب در آن‌ها شود.

بیشتر بخوانید: آشنایی با عملیات حرارتی تبلور مجدد

✅ کوئنچ کردن فلزات با گاز

زمانی که تولید کنندگان قصد دارند ترک خوردگی فلزات به حداقل ممکن برسانند، از گاز بعنوان یک محیط خاموش کننده مناسب استفاده می‌شود. در این روش فشار و سرعت اپراتورها تنظیم می‌شود و فرایند کوئنچ کردن انجام خواهد شد. گازهای مختلفی مانند نیتروژن، هوا، گاز آرگوم، هلیوم و… در روش خنک سازی با گاز بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

مزایای کوئنچ چیست؟

 

مزایای کوئنچ چیست؟

اگر از روش‌های مناسبی برای کوئنچ فولادها استفاده شود؛ فرایند کوئنچ بسیار عالی و تغییرات مناسب انجام می‌شود. استفاده از روش‌هایی مانند روغن یا آب نمک برای فلزات مفید بوده و سبب سخت شدن آن‌ها می‌شود. البته فرایند کوئنچ مزایای دیگری نیز دارد که برخی از آن‌ها عبارتند از:

✅ عمر فلزات با انجام عملیات کوئنچ افزایش چشمگیری خواهد داشت.

✅ مواد و فلزاتی که کوئنچ شده‌اند، بسیار بادوام هستند. علاوه بر اینها مقاومت کششی بسیار عالی نیز دارند.

✅ نسبت به سایر عملیات‌های حرارتی قیمت مناسبی دارد؛ همچنین بسیار ساده است.

✅ سایش فلزات کاهش می‌یابد و مقاومت فولادها نیز بالا خواهد رفت.

 

نتیجه گیری

برای تمامی فولادها از عملیات‌های حرارتی مختلفی استفاده می‌شود. کوئنچ کردن نیز یکی از این فرایندها است که سبب تغییر خواص مکانیکی و بهبود آن‌ها می‌شود. با کمک عملیات کوئنچ می‌توان در زمان کم فلزات را خنک کرد و تغییراتی در خواص مکانیکی یا فیزیکی آن‌ها ایجاد نمود.

برای امتیاز به این نوشته کلیک کنید!
[کل: 2 میانگین: 5]