آنیل کردن

 ترکیب شیمیایی فلزات، خواص مکانیکی آنها را تعیین می کند. با این حال خصوصیات فلزات را می توان از طریق روش ها و عملیاتی تغییر داد.

عملیات حرارتی به منظور تغییر خواص فلزات و آلیاژ ها مانند سختی، داکتیلیته یا شکل پذیری، چقرمگی و غیره بر روی آنها انجام می شوند. عملیات حرارتی گوناگونی برای تغییر ویژگی های مکانیکی فلزات وجود دارد. آنیل کردن یکی از عملیات گرمایی رایج در صنعت فلز می باشد. 

فرایند آنیلینگ 

آنیل کردن نوعی عملیات حرارتی است و اساساً به منظور افزایش شکل پذیری و کاهش سختی آلیاژ انجام می شود. اما چرا باید سختی فلزات را کاهش داد؟ به این دلیل که هر چه یک فلز سخت تر باشد، شکل پذیری آن پایین آمده و به عبارت دیگر شکننده تر می شود. در اینصورت انعطاف پذیری فلز برای استفاده در صنایع گوناگون کاهش می یابد. افزایش شکل پذیری از طریق کاهش نابجایی در ساختار کریستالی ماده مورد انجام می گیرد. 

آنیل کردن معمولاً پس از انجام سخت کاری و سرد کاری بر روی یک آلیاژ انجام می شود تا از شکسته شدن آن جلوگیری به عمل آمده و فلز را بهتر بتوان به اشکال گوناگون در آورد. البته این فرایند زمانی که دیگر عملیات حرارتی مانند کوئنچ کردن بر روی ماده صورت بگیرد نیز بکار می رود. کوئنچ کردن خواص ماده را برعکس آنیل کردن تغییر می دهد؛ به عبارتی دیگر کوئنچ کردن سختی ماده را افزایش داده و در عوض شکل پذیری آن را پایین می آورد. به همین دلیل است پس از کوئنچ کردن، ماده را آنیل می کنند تا بین سختی و شکل پذیری آن تعادل برقرار شود. 

آنیل کردن فلزات

 همانطور که در بالا اشاره گردید، فرایند آنیل کردن برای کاهش سختی و افزایش داکتیلیته بکار گرفته می شود. تغییر دادن این دو خواص مکانیکی از طریق آنیل کردن به دلایلی قبل توجه است.

آنیل کردن به فلز شکل پذیری بیشتری می بخشد. مواد شکننده و سخت برای خم کردن یا پرس کردن زیاد مناسب نیستند و معمولاً انجام این دو فرایند بر روی آنها باعث ایجاد ترک و از هم گسیختگی در آنها می شود. در واقع آنیل کردن در از بین بردن این خطر کمک می کند. 

آنیل کردن عمر ابزار های ماشین کاری نیز افزایش می دهد. آلیاژی که بسیار شکننده باشد، نمی تواند به خوبی عمل تراشکاری را انجام داده و پس از مدتی استفاده به راحتی فرسوده و ساییده می گردد. پایین آوردن سختی فلز، می تواند میزان فرسایش را در ابزار های ماشین کاری و تراشکاری پایین بیاورد. 

آنیل کردن تنش پسماند را نیز پایین می آورد. تنش پسماند می تواند ترک و دیگر مشکلات ساختاری در فلز ایجاد کند و بهتر است هر زمان که ممکن است جلوی آن گرفته شود. البته تنش پسماند، همانند کارسختی، اگر به شکل ناخواسته باشد باعث ایجاد مشکل می گردد. 

چه فلزاتی را می توان آنیل کرد؟ 

برای اجرای فرایند آنیل کردن، باید فلزاتی را بکار برد که توانایی عملیات حرارتی را داشته باشد. بسیاری از انواع فولاد و همچنین چدن، برای آنیل کردن مناسب نیستند. بعضی از آلیاژ های آلومینیوم، مس و برنج نیز به آنیل کردن ممکن است جواب بدهند. 

مراحل آنیلینگ فلزات

این فرایند شامل سه بخش است: 

مرحله ریکاوری و بازیابی 

 در این مرحله، یک کوره یا تاسیسات حرارتی دیگر برای افزایش دمای ماده بکار گرفته می شود تا تنش های داخلی آن را برطرف سازد.

مرحله تبلور مجدد 

طی تبلور مجدد، دمای ماده به بالای دمای تبلور مجدد برده می شود، اما فلز را تا اندازه ای حرارت می دهند که به نقطه ذوب نرسد. اینکار امکان تشکیل را به ریزدانه های جدید در ساختار فلز می دهد؛ بدون اینکه تنش های اضافه تولید شود. 

مرحله رشد ریزدانه 

در این مرحله، ریزدانه های جدید به طور کامل تشکیل می شوند. این رشد را از طریق سرد کردن ماده به شکلی ویژه، کنترل می کنند. نتیجه انجام این سه مرحله، آلیاژی با سختی پایین تر و شکل پذیری بیشتر است. گاهی اوقات عملیات های دیگر را در ادامه می توان بر روی فلز مذکور انجام داد تا خواص مکانیکی آن را برای مصارف خاص تغییر دهند. 

کاربرد های آنیل کردن

• فلزات کارسختی شده مانند شیت های فلزی که بر روی آنها عملیاتی چون استامپ کردن و کشش سرد انجام گرفته، به همان دلایلی که بیان گردید، بهتر است آنیل شوند.
• سیم های فلزی که از سایزی به سایز کوچکتر کشیده شده اند نیز ممکن است تحت فرایند آنیل کردن قرار بگیرند.
• عملیات ماشین کاری که حجم زیادی گرما و جابجایی برای قطعات تولید می کند، ممکن است نیازمند آنیل کردن پس از اتمام ماشین کاری باشند.
• اجزای جوش کاری شده می توانند در ناحیه ای که در مجاورت حرارت زیاد باشد، ایجاد تنش پسماند کنند. برای بوجود آوردن خواص مکانیکی یکسان، بهتر است فرایند آنیل کردن بکار برده شود.