مارتمپرینگ یا همان مارکوئنچینگ یکی از فرآیندهای حرارتی می‌باشد که به منظور دستیابی به خواص منحصر به فرد فولاد و سایر آلیاژهای آهنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.این عملیات با ریخته گری گریز از مرکز و سایر روش های ریخته گری تفاوت هایی دارد. عملیات مارتمپرینگ در واقع ترکیبی از عملیات‌های تمپرینگ و کوئنچینگ می‌باشد. این عملیات با بهینه‌سازی ریز ساختار مواد باعث بهبود خواص مکانیکی و همچنین افزایش پایداری ابعاد و البته کاهش اعوجاج یا همان تاب برداشتن می شود.
اطلاعات شما از مارتمپرینگ چقدر است؟
اگر اطلاعات شما به مانند بسیاری از افراد در مورد این موضوع کم است اصلاً نگران نباشید چرا که ما در این مقاله تحت عنوان مارتمپرینگ چیست؟ و چه مراحلی دارد؟ به بررسی کامل این عملیات پرداخته‌ایم پس تا پایان این مقاله با ما همراه باشید.
مارتمپرینگ چیست؟
تعریف‌های متعددی از مارتمپرینگ ارائه شده است. اما واضح و جامع ترین تعریفی که می‌توان از این عملیات ارائه داد این است که مارتمپرینگ نوعی از کوئنچ می‌باشد که به شکل منقطع در حمام نمک و در دمای بالاتر از تشکیل مارتنزیت صورت می‌گیرد. در این عملیات حرارتی ماده پس از اینکه در حمام نمک قرار گرفت و دمای کل قطعه یکنواخت شد به وسیله روغن و یا هوا خنک میشود. معمولاً این عملیات شامل حرارت دادن مواد تا یک دمای خاص می‌باشد. هدف از انجام این کار دستیابی به تعادلی بین استحکام، سختی ،چقرمگی و پایداری ابعاد مواد می‌باشد. این تعادل با کنترل کردن آستنیت به مارتنزیت و بعد از آن اجرای تمپرینگ کنترل شده، حاصل میشود.
مراحل مارتمپرینگ
در این قسمت از مقاله و برای درک بهتر شما از این عملیات،مراحل مارتمپرینگ را با همدیگر مرور می‌کنیم.مهمترین مراحل مارتمپرینگ عبارتند از:
- حرارت دادن:
حرارت دادن را می‌توان اولین مرحله از عملیات مارتمپرینگ دانست. در این مرحله فولاد یا هر آلیاژ دیگری را تا دمای بالاتر از دمای بحرانی آن که در اکثر موارد بین ۸۰۰ تا ۹۵۰ درجه سانتیگراد می‌باشد گرم می‌کنند.این اتفاق موجب میشود تا از آستنیته شدن کامل ماده به شکل کامل اطمینان حاصل شود.
- کوئنچینگ:
بعد از حرارت دادن ماده آن را در محیط‌هایی مانند پلیمرها، روغن و یا محلول‌های نمک غوطه ور می‌کنند، تا با سرعت زیاد سرد شود. البته باید به این موضوع توجه داشته باشید که سرعت سرد شدن ماده در مارتمپرینگ در مقایسه با روش‌های دیگر کوئچینگ باید کمتر باشد. این کار باعث جلوگیری از تنش‌های بیش از اندازه و به حداقل رساندن خطر ترک خوردن و یا اعوجاج می باشد.
- ثابت نگهداشتن دما:
مرحله بعدی ثابت نگه داشتن دما می باشد.بعد از اینکه ماده مد نظر به دمای کوئنچ رسید، ماده در این دما نگه داشته میشود تا وقتی که همه قسمت‌های ماده دمای یکسانی را تجربه کنند. این مدت نگهداری امکان تبدیل آستنیت به مارتینز و پیرو آن ایجاد سختی و استحکام مورد نظر را برای قطعه فراهم میکند.
- تمپرینگ:
بعد از آنکه ماده را در دمای ثابت نگه می‌دارند مواد را از محیط کوئنچینگ خارج می‌کنند و اقدام به تمپر کردن آن می‌نمایند. معمولاً تمپر در مقایسه با دمای معمول تمپرینگ در دمای پایین تری انجام میشود. در اکثر موارد هدف از انجام این کار کم کردن تنش‌های داخلی، بهبود شکل پذیری مواد با حفظ سختی و افزایش چقرمگی می باشد. کنترل درجه حرارت و همچنین مدت زمان انجام این مرحله بسیار مهم می‌باشد.
مزایای مارتمپرینگ
مارتمپرینگ دارای مزایای زیادی می‌باشد که ما در ادامه به بررسی این مزایا خواهیم پرداخت.
1- پایداری ابعادی
یکی از مزایای مارتمپرینگ پایداری ابعاد می‌باشد. به دلیل کاهش تنش‌های پسماند ، مواد یا قطعات پایداری ابعاد بهتری دارند. معمولاً این ویژگی بیشتر برای قطعاتی که نیازمند ترلانس دقیقی می باشند مناسب است.
2- کاهش اعوجاج
یکی دیگر از مزایای مارتمپرینگ کاهش اعوجاج می باشد. مارتمپرینگ کردن باعث کاهش خطر اعوجاج یا همان تاب برداشتن میشود،که معمولاً در روش‌های مرسوم کوئنچینگ امکان این اتفاق زیاد است. به دلیل اینکه در مارتمپرینگ عملیات خنک سازی نسبت به کوئنچینگ کندتر است.باعث ایجاد اعوجاج یا تاب برداشتن بسیار کمتری میشود
3- مقاومت در برابر خستگی
عملیات مارتمپرینگ باعث بالا رفتن مقاومت مواد در برابر خستگی میشود. در واقع این فرآیند باعث بالا رفتن عمر مفید قطعه شده به شکلی که در چرخه‌های مکرر و پرفشار از خود مقاومت بسیار بالایی نشان می‌دهد.
4- سختی و چقرمگی
مارتمپرینگ باعث سختی و چقرمگی بیشتر فولاد می شود. این اتفاق به دلیل تشکیل فاز مارتنزیتی می‌باشد.
5- پایین آوردن احتمال ترک خوردگی و سایر عیوب مربوط به عملیات کوئنچینگ
با توجه به سرعت و دمای سرد شدن مواد در عملیات مارتمپرینگ که بسیار پایین است.خطر ترک خوردگی و سایر عیوب مربوط به کوئنچینگ کاهش می‌یابد.
معایب مارتمپرینگ
1- کاربرد محدود
هرچند که ممکن است مارتمپرینگ برای فولاد‌ها و سایر آلیاژهای آهنی با ترکیبات خاص یک عملیات مناسب باشد اما همه آلیاژهای فولادی برای این نوع از عملیات مناسب نمی‌باشند و انتخاب مواد برای اجرای موفقیت آمیز این عملیات از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
2- نیاز به سرد کردن یکنواخت
اینکه بخواهیم مواد را به سرعت و به شکل یکنواخت سرد کنیم می‌تواند یک عملیات چالش برانگیز و سخت باشد،مخصوصاً اگر قصد رقم زدن این اتفاق را برای اجزای بزرگ و پیچیده‌ای که نیاز به فضای بزرگ دارند را داشته باشیم.
3- پیچیدگی
پیچیدگی را می‌توان یکی از مهمترین معایب مارتمپرینگ دانست. انجام این عملیات نسبت به سایر روش‌های مرسوم تمپرینگ و کوئنچینگ دارای فرآیند پیچیده‌تری می‌باشد.دلیل این موضوع این است که در این فرآیند باید زمان، دما و سرعت سرد شدن به شکل دقیق کنترل شود. همین موضوع باعث پیچیدگی این فرآیند میشود و نیازمند مهارت‌های تخصصی و تجهیزات خاص می‌باشد.
کاربردهای مارتمپرینگ
از این عملیات در موارد مختلفی استفاده میشود. از مهمترین کاربردهای مارتمپرینگ می‌توان به صنعت خودرو، صنایع هوافضا و دفاع ،ساخت ابزار و قالب بخش انرژی اشاره کرد.
