تأثیر دما در نورد گرم فلزات
توسط شرکت فولاد صنعت ریونیز
مقدمه
در فرآیند نورد گرم، فلز تا دمایی بالاتر از دمای تبلور مجدد گرم میشود تا نرمتر گردد و تغییر شکل آن راحتتر انجام گیرد.
دمای نورد معمولاً بین ۹۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد برای فولاد و در حدود ۴۰۰ تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد برای آلومینیوم است.
این دما نهتنها بر نیروی نورد، شکلپذیری و کیفیت سطح اثر دارد، بلکه بر ساختار بلوری و خواص مکانیکی نهایی فلز نیز تأثیر مستقیم میگذارد.
۱. تأثیر دما بر رفتار تغییر شکل (Plastic Deformation)
در دمای بالا، انرژی فعالسازی لغزش در شبکه بلوری افزایش مییابد و اتمها راحتتر جابهجا میشوند.
در نتیجه، مقاومت فلز در برابر تغییر شکل کاهش یافته، نیروی نورد کمتر میشود و امکان کاهش ضخامتهای زیاد در یک مرحله فراهم میگردد.
به همین دلیل، نورد گرم روشی مناسب برای شکلدهی قطعات بزرگ و حجیم است.
۲. تأثیر دما بر ساختار دانهها
در طول نورد گرم، به علت دمای بالا، فرآیندهای بازیابی (Recovery) و تبلور مجدد (Recrystallization) رخ میدهد.
این فرآیندها باعث حذف نابجاییها و تشکیل دانههای جدید میشوند. اما اگر دما بیش از حد بالا باشد، دانهها بیش از اندازه رشد کرده و استحکام کاهش مییابد.
مراحل تغییرات ساختاری:
مرحله | توضیح |
بازیابی (Recovery) | نابجاییها بازآرایی میشوند و تنشهای داخلی کاهش مییابد. |
تبلور مجدد (Recrystallization) | دانههای جدید و بدون کرنش تشکیل میشوند و ساختار تازهای ایجاد میشود. |
رشد دانه (Grain Growth) | در دمای خیلی بالا، دانهها بیش از حد رشد کرده و استحکام کاهش مییابد. |
۳. تأثیر دما بر خواص مکانیکی
افزایش دما باعث تغییر قابل توجهی در خواص مکانیکی فلز میشود. مهمترین اثرات آن به شرح زیر است:
خاصیت | تغییر با افزایش دما | توضیح |
استحکام تسلیم و کششی | کاهش | به دلیل نرم شدن ساختار دانهها |
چقرمگی و شکلپذیری | افزایش | فلز راحتتر تغییر شکل میدهد |
سختی سطحی | کاهش | به علت حرارت بالا و نرم شدن ساختار |
ناهمگنی ساختار | کاهش | دانهها یکنواختتر میشوند |
۴. تأثیر دمای بیشازحد (Overheating)
اگر دمای نورد بیش از حد بالا رود:
رشد بیش از اندازهی دانهها اتفاق میافتد.
سطح فلز اکسید شده و پوسته (Scale) تشکیل میشود.
کیفیت سطح و دقت ابعادی کاهش مییابد.
ممکن است پدیدههایی مانند لبپری یا لغزش ناخواسته روی غلتکها رخ دهد.
۵. تأثیر دمای پایینتر از حد مناسب
اگر دما پایینتر از دمای تبلور مجدد باشد:
فلز سختتر و شکنندهتر میشود.
نیروی نورد افزایش مییابد.
احتمال ترکخوردگی در سطح یا درون فلز بیشتر میشود.
کیفیت نهایی محصول کاهش مییابد.
۶. کنترل دما در نورد صنعتی
در صنایع نورد گرم، کنترل دما توسط سیستمهای دقیق انجام میشود.
از جمله ابزارهای مورد استفاده:
کورههای پیشگرم (Reheating Furnace) برای گرم کردن شمش یا تختال
پیرومترها (Pyrometers) برای اندازهگیری دمای سطح
سیستمهای خنککاری کنترلشده (Controlled Cooling) برای تنظیم تدریجی دما پس از نورد
