کربن زدایی در فولاد چگونه است و چه نکاتی دارد؟

 

همانطور که می دانید، یکی از عناصر آلیاژ ساز برای آهن، کربن است. در واقع هنگامی که آهن را با کربن ترکیب می کنند، آلیاژ فولادی تولید می شود که مقاومت و استحکام آن نسبت به آهن بیشتر است. گاهی اوقات عنصر کربن کاملا ناخواسته و در حین انجام عملیات مختلف روی فولاد، از فولاد و آلیاژ کاسته می شود. این عمل باعث می شود تا خواص نامطلوب در آلیاژ فولادی بوجود آید. فرایند فوق را فرایند کربن زدایی می نامند.

در ادامه این مطلب از آرتاویل ساخت به شما خواهیم گفت کربن زدایی در فولاد چگونه است و چه نکاتی دارد؟ همچنین شما را با روش جلوگیری، حذف و اندازه گیری کربن زدایی آشنا خواهیم کرد.

 

فرایند کربن زدایی در فولاد چگونه است؟

فرایند کربن زدایی از نامش مشخص است به فرایندی گفته می شود که طی آن میزان کربن از فولاد کم می شود. کربن زدایی فرایندی منفی در ساخت و تولید آلیاژ های فولادی محسوب می شود که آلیاژ را بی کیفیت وشکننده می کند.

این فرایند زمانی اتفاق می افتد که آلیاژ فولاد حرارتش بالا تر از حرارت تبلور خود باشد. در این فرایند کربن با گاز های اکسیژن و هیدروژن ترکیب می شوند و پس از آن پیوند های مولکولی اتفاق می افتد و از سطح آلیاژ حذف می شود.

در حقیقت عنصر کربن می تواند استحکام و مقاومت کششی فولاد را افزایش دهد، همچنین کم شدن عنصر کربن باعث کاهش کیفیت و افزایش خواص نامطلوب می شود.

 

در ادامه اگر با فولاد نسوز آشنایی ندارید پیشنهاد می کنم مطلب فولاد نسوز چیست و چه کاربردی دارد؟ را مطالعه کنید.

 

روش جلوگیری از کربن زدایی

فرایند کربن زدایی نمی تواند به خودی خود انجام گیرد زیرا فرایندی کاملا منفی می باشد و اثرات نامطلوبی به جای می گذارد. به همین علت روش هایی جهت جلوگیری از کربن زدایی وجود دارد که در ادامه این مطلب به شما خواهیم گفت.

از جمله روش هایی که باعث جلوگیری از کربن زدایی فولاد می شود، این است که فولاد اجازه رسیدن به دمای تبلور مجدد را ندارد. گاهی برای بدست اوردن خواص ویژه مجبور به اجرای فرایند روی فولاد می شوید. در چنین مواقعی ناگزیر هستید که فولاد را به دمای بالاتر از 700 درجه سانتی گراد برسانید تا باعث کربن زدایی آن شود.

 

 

یکی دیگر از راه حل هایی که باعث جلوگیری از عمل کربن زدایی می شود این است که هنگامی که فولاد مجدد به حرارت تبلور برسد، به شکلی محاصره می شود تا گازهای اکسیژن و هیدروژن به سطح فولاد نرسد.

همچنین برای رسیدن به هدف جلوگیری از کربن زدایی، به جای گاز های اکسیژن و هیدروژن از گاز های آرگون و نیتروژن استفاده می کنند.

 

اگر با کلید فولاد آشنایی ندارید پیشنهاد میکنم حتما از مطلب کلید فولاد چیست؟ استفاده کنید.

 

روش حذف کربن زدایی فولاد

در اکثر مواقع فرایند کربن زدایی قابل انجام نیست. دیلی این اجتناب ناپذیری این است که جلوگیری از کربن زدایی و استفاده از گاز های آرگون و نیتروژن مشمول پرداخت هزینه های گزافی می باشد.

بنابراین برای مقابله با کربن زدایی به حذف بخش های کربن زدایی روی آورده شده است. برای حذف بخش های کربن زدایی ابتدا میزان کربن زدوده شده را باید اندازه گیری کرد و بعد از آن از روش هایی همچون سنگ زنی و فرزکاری برای رهایی از بخش های کربن زدایی استفاده می شود.

همچنین برای رهایی از کربن زدایی می توان کربن زدوده شده را مجدد به سطح فولاد بازگرداند. برای این کار در ابتدا باید آلیاژ فولادی را حرارت دهید تا به مرحله تبلور مجدد برسد سپس آن را با هیدروکربن های مختلفی که وجود درد محاصره کنید. توی این روش کربنی که از دست رفته مجدد به سطح فولاد برگردانده می شود.

 

اگر از فولاد MO40 آشنایی ندارید و از کاربرد های آن مطلع نیستید، پیشنهاد میکنم مطلب فولاد MO40 چیست؟ را مطالعه کنید.

 

روش اندازه گیری کربن زدایی فولاد

اندازه گیری کربن زدایی توسط ابزار های خاصی قابل انجام است. اندازه گیری میزان سختی فولاد از ساده ترین راه ها برای اندازه گیری کربن زدایی است. برای اندازه گیری در ابتدا میزان سختی فولاد و مقاومت کششی آن را قبل و بعد از رسیدن به مرحله تبلور مجدد اندازه گیری ی کنند. سپس هنگامی که سختی فولاد بعد از تبلور کاهش پیدا کرد آن را مجدد اندازه می گیرند.

روش دیگری که وجود دارد این است که بخشی از فولاد مورد نظر را برش دهید و بعد از تبلور مجدد آن را زیر میکروسکوپ مشاهده کنید. سپس فولاد را برش دهید و آن را صیقل دهید و سپس ذرات آن را زیر میکروسکوپ مشاهده کنید.

 

 

در ادامه اگر نمی دانید فولاد چگونه تولید می شود، پیشنهاد می کنم مطلب فولاد چگونه ساخته میشود؟ حتما مطالعه کنید.

 

مزایای فرایند کربن زدایی کنترل شده

به دلیل اینکه عمل کربن زدایی امری نامطلوب می باشد، باید به صورت کنترل شده و تحت نظارت مهندسی انجام شود. این نظارت باعث می شود تا خواص جدیدی  در آلیاژ فولادی ایجاد شود.

کربن رابطه مستقیمی با مقاومت کششی و سختی فولاد دارد. یعنی هر چقدر میزان کربن موجود در فولاد بیشتر باشد، سختی فولاد بیشتر است. این سختی باعث می شود تا فولاد برای انجام عملیاتی همچون چکش خواری و جوشکاری مناسب نباشد.

روش دیگری از تولید فولاد کم کربن، هنگام ذوب آهن است. می توان به جای عنصر کربن از عناصر دیگری همچون منیزیم و نیکل برای تقویت فولاد استفاده کرد.

 

در نتیجه

در ساخت و تولید فولاد باید به فرایند کربن زدایی آن توجه ویژه ای کرد. یکی از دلایل کربن زدایی، عملیات تبلور مجدد فولاد می باشد که باید از آن اجتناب کرد. در صورتی که راه دیگری جز انجام تبلور مجدد نبود باید از رسیدن گاز های اکسیژن و هیدروژن به سطح فولاد جلوگیری کرد زیرا این عملیات گران قیمت می باشد.