شکل دهی استنلس استیل و آلیاژ های نیکل

زمانی که خواص قطعه ای بهبود می یابد، به مواد خام پیچیده تری نیاز است تا بتواند نیاز های قطعه برای دریافت خواص بهتر را برآورده سازد. 

مواد ارزانتر، با اینکه از نظر اقتصادی به صرفه تر هستند، ممکن است باعث بوجود آمدن مشکلاتی چون شکستگی و تغییر شکل گردند و در نتیجه هزینه های اضافی را بوجود آورند. این مشلات را می توان با انتخاب آلیاژ مناسب کاهش داد. 

هنگام انتخاب فلزات خاص ، مانند آلیاژ های پایه نیکل یا یک فولاد ضد زنگ باید یک سری نکات را رعایت کرد؛ فرقی هم نمی کند در چه حوزه ای بخواهیم از این دو ماده استفاده نماییم. با هر بار تولید قطعات و محصولات جدید، خواص مکانیکی پیشرفت می کنند، تا جایی که بتوان از این قطعات در محیط هایی با شرایط بسیار سخت استفاده کرد. 

شکل پذیری و استحکام نیز دو ویژگی هستند که هنگام انتخاب یک آلیاژ در نظر گرفته می شوند و معیار های گوناگونی می توانند این دو خاصیت را تحت تاثیر قرار دهند. 

 همانطور که گفتیم با گذشت زمان نیاز به قطعات با خواص بهتر بیشتر می گردد، بنابراین باید از موادی استفاده نمود که خواص مورد نظر را داشته باشند یا بتوان این خواص را در آنها بهبود داد. به عنوان مثال فولاد ضد زنگ و آلیاژ های نیکل بهترین انتخاب برای شکل دهی قطعات می باشند.

شکل پذیری

 شکل پذیری نسبی فلزات را با مقیاس R/T می سنجند. این مقیاس نسبت شعاع خم شدگی یک نوار یا کابل را به ضخامت آن بیان می کند. به این مقیاس حداقل شعاع خمش نیز گفته می شود. مثلاً حداقل شعاع خمش 3T یعنی کوچکترین شعاعی که می توان یک قطعه را خم کرد، بدون آنکه دچار ترک شود، سه برابر ضخامت آن است. البته استفاده از ابزار هایی با دقت بالاتر و کنترل ترکیبات آلیاژ، امروزه باعث شده نیاز کمتری به پیروی از چنین معیار هایی باشد.

شکل پذیری را می توان با توجه به محدودیت های ماده و پیچیدگی قطعه مورد نظر تنظیم نمود. خاصیت مهمی که از آن برای تنظیم شکل پذیری استفاده می شود، اندازه ریزدانه است. تغییر دادن اندازه ریزدانه در یک ماده می تواند شکل پذیری آن را بسیار بالا ببرد. این امر به این دلیل است که اندازه ریزدانه را می توان از طریق فرایند های مختلفی تغییر داد تا برای عملیات های بعدی، ماده مورد نظر انعطاف بیشتری داشته باشد. به عنوان نمونه، در فرایند کشش عمیق نیاز به ماده ای با ریزدانه های درشت تری است تا بتواند خواص ماده را آنطور که لازم است تغییر دهد. 

پیچیدگی و عمق قسمت مورد نظر نیز از اهمیت بسیاری برخوردار هستند. همچنین تعداد مراحل در فرایند نیز به همان اندازه مهم هستند. برای بلانک کردن، ریزدانه های کوچکتر مناسب می باشند. برای پانچ های دقیق و تمیز بر روی ماده نیز باید نیرو کافی صرف شود. البته اگر ریزدانه های یک ماده خیلی کوچک باشند، در اینصورت مقاومت آن به تغییر شکل بیش از حد بالا می رود و ممکن است هنگام کار با آن از هم جدا شود. 

از طرف دیگر، هرچه درشتی ریزدانه افزایش یابد، ریزساختار آن یکنواختی خود را از دست می دهد. این امر در عملیات بعدی به ویژه هنگام استامپ کردن، مشکلاتی را بوجود خواهد آورد. شخصی که عملیات استامپ را انجام می دهد، باید به دنبال پوسته های نارنجی رنگی در لبه ها و دیواره های قطعات بگردد، مخصوصاً در قطعاتی که بر روی آنها کشش عمیق انجام شده باشد. اگر پوسته نارنجی بوجود نیامده باشد و سختی سطح قطعه چندان اهمیت نداشته باشد، می توان اندازه ریزدانه را درشت تر نمود. نتیجه این کار، ماده ای نرم و قابل شکل دهی می باشد. با این حال، برای بدست آمدن چنین ساختاری، باید هنگام آنیل کردن نهایی، به دقت بر روی ماده عملیات انجام شود. در مورد آلیاژ های نیکل، ریزدانه های ریزتری نسبت به استیل ضد زنگ نیاز است تا نتایج بهتری به دست آید. 

تنظیم اندازه ریزدانه

 پس از مشخص شدن مدت و اندازه عملیات فرمینگ، باید معیار ها و مشخصات معینی در نظر گرفته شود تا بتوان از موفقیت در تولید محصول مورد نظر اطمینان حاصل کرد. به این منظور ابتدا متالورژیست فرایند ویژه ای را مشخص می کند و در آن نوع خواص مکانیکی فلز و اندازه ریزدانه آن را طبق نیاز های مشتری، تعیین می کند.

برای تایید نتایج، نمونه حرارت دیده در آزمایشگاه، بررسی می گردد. ریزدانه اندازه گیری شده و خواص مکانیکی بررسی و گزارش می شوند. 

رسیدن به مشخصات مطلوب

اگر شکل پذیری تنها خاصیتی باشد که هنگام آنیل کردن مورد نظر باشد، بدست آوردن آن طبق نیاز مشتری کاری آسان است. البته معیار های دیگری نیز هستند که باید به آنها توحه نمود. در بسیاری از مواقع، اندازه ریزدانه کمتر از میزان ایده آل، به منظور دست یابی به خواص مکانیکی مطلوب، مورد نیاز است. 

 برای فولاد ضد زنگ می توان خصوصیات معینی را مشخص کرد که این امر بر نوع آنیل و نورد سرد کردن آنها تاثیر می گذارد. بنابراین عبارت قبل، این آلیاژ را می توان به شکل های 1.4 سخت، نیمه سخت، تمام سخت و فوق العاده سخت، بسته به میزان استحکام مورد نیاز تولید نمود.