اهميت كنترل تغييرات ابعادی فلزات در حين عمليات حرارتي

Ferro: يكي از مهمترين مسائل و مشكلات عمليات حرارتي قطعات، تغييرات ابعادي در ضمن گرم و سرد كردن مي‌باشد. قطعاتي كه مورد عمليات حرارتي قرار مي‌گيرند كمابيش تغيير شكل مي‌دهند كه اين تغيير شكل قابل قبول نبوده و بايد اصلاح گردد. تغيير شكل حين عمليات حرارتي بر اثر تنش‌هاي مركب استحاله‌اي و حرارتي مي‌باشد كه موجب تغيير شكل پلاستيك غيريكنواخت قطعه مي‌گردد.

يكي از مهمترين مسائل و مشكلات عمليات حرارتي قطعات، تغييرات ابعادي در ضمن گرم و سرد كردن مي‌باشد. قطعاتي كه مورد عمليات حرارتي قرار مي‌گيرند كمابيش تغيير شكل مي‌دهند كه اين تغيير شكل قابل قبول نبوده و بايد اصلاح گردد. تغيير شكل حين عمليات حرارتي بر اثر تنش‌هاي مركب استحاله‌اي و حرارتي مي‌باشد كه موجب تغيير شكل پلاستيك غيريكنواخت قطعه مي‌گردد.

عمليات حرارتي باعث تحول ساختمان فلز مي‌گردد، يعني ساختمان فلز قبل و بعد از تحول از نظر كريستالي، حجم مخصوص و وزن مخصوص متفاوت مي‌باشد. تفاوت بين حجم مخصوص قبل و بعد از تحول باعث تغيير حجم قطعه مي‌گردد كه تغيير ابعاد ناميده مي‌شود.

تغيير شكل‌هاي كه توسط عمليات حرارتي به وجود مي‌آيند فقط باعث تغيير ابعاد نمي‌شوند بلكه باعث اعوجاج قطعه نيز مي‌شوند و چون تغيير  ابعاد در ساختمان بلوري فلز به وجود مي‌آيد از به وقوع پيوستن آن هنگام فرايند نمي‌توان جلوگيري كرد. لذا بهتر است كه تغييرات ابعاد و اعوجاج قطعه به صورت مجزا مورد بررسي قرار گيرند. در اين صورت مي‌توان از به وقوع پيوستن آنها به سادگي جلوگيري كرد. اما در اين مبحث تغيير ابعاد مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اهميت دانستن تغييرات ابعادي وقتي برجسته مي‌گردد كه توليد قطعات با دقت ابعادي بالا مدنظر باشد، در اين مورد بايد به خوبي چگونگي تغيير فازهاي مختلف در ساختار كه منشاء تغيير ابعاد مي‌باشند، بررسی شود تا در طراحي قطعات مدنظر قرار گيرد. مورد ديگري كه مي‌تواند اهميت داشته باشد تفاوت هزينه ماشينكاري قطعات قبل و بعد از عمليات حرارتي مي‌باشد كه در قيمت تمام شده يك قطعه نقش بسزايي دارد. از ديگر اثرات مهم تغييرات ابعادي ضمن عمليات حرارتي، ايجاد تنش در قطعه مي‌باشد. در صورتي كه تنش حاصل به اندازه كافي بزرگ باشد (بيشتر از حد تنش تسليم يا حد سيلان فولاد) منجر به تغيير شكل پلاستيك قطعه و يا حتي ترك خوردن آن ضمن عمليات حرارتي مي‌شود.

مهم ترين دليل ايجاد تنش در اثر تغيير حجم، انقباض و انبساط غير يكنواخت در نقاط مختلف مي‌باشد. به بيان ديگر در صورتي  كه انقباض‌ها و انبساط‌هاي مزبور به طور يكنواخت در تمام حجم قطعه توزيع شوند (مثلاً در كوئنچ كردن تمامي‌حجم قطعه همزمان مارتنزيت و در نتيجه همزمان منبسط شود) امكان ايجاد تنش حذف و يا به حداقل مي‌رسد و علت همزمان منقبض و منبسط نشدن نقاط مختلف قطعه، سرعت‌هاي سرد و يا گرم شدن متفاوت در نقاط مختلف آن مي‌باشد.