عملیات حرارتی یکی از فرآیندهای حیاتی در صنعت فلز است که به‌ویژه در تولید فولاد کاربرد فراوانی دارد. تقریباً تمامی فلزات قابلیت انجام عملیات حرارتی را دارند، ولی واکنش آن‌ها به این فرآیند، بسته به نوع فلز، متفاوت است. این تفاوت‌ها تاثیر زیادی بر ویژگی‌های مکانیکی و ساختاری فلزات دارند. عملیات حرارتی می‌تواند ویژگی‌هایی مانند سختی، استحکام، چقرمگی و مقاومت فولادها در برابر سایش را بهبود بخشد.
این فرآیند در صنعت فولاد نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند و به تولید قطعات با خواص مکانیکی مورد نظر کمک می‌کند. همچنین، بسیاری از آلیاژهای غیرآهنی نیز می‌توانند با استفاده از عملیات حرارتی به خواص بهتری دست یابند. دمایی که در این فرآیند برای فولادها اعمال می‌شود معمولاً بالاتر از 723 درجه سانتی‌گراد است.
انواع فولاد عملیات حرارتی
فولاد Ck45
این فولاد کم‌کربنی، یکی از پرکاربردترین انواع فولادهای عملیات حرارتی‌پذیر است که در استاندارد DIN آلمان با نام 1.1191 شناخته می‌شود.
Ck45 به دلیل خواص مکانیکی مطلوب مانند استحکام کششی بالا و انعطاف‌پذیری مناسب، در تولید قطعات صنعتی مانند شفت‌ها و اجزای ماشین‌آلات استفاده می‌شود. با این حال، مقاومت کمی در برابر زنگ‌زدگی دارد و اغلب نیازمند پوشش‌دهی یا روغن‌کاری است.
فولاد Ck60
Ck60 یک فولاد کربنی با سختی و مقاومت بالاتر از Ck45 است که برای کاربردهای با بارگذاری بالا مانند قطعات تحت فشار و ابزارهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این فولاد به دلیل داشتن سیلیسیم، خاصیت فنری نیز دارد و معمولاً در دماهای بالا عملیات حرارتی می‌شود تا به سختی و استحکام مطلوب برسد. جوشکاری این فولاد دشوار است و احتمال ترک‌خوردگی در هنگام عملیات حرارتی وجود دارد.
فولاد 41Cr4
این فولاد آلیاژی با ترکیبی از کروم، کربن، سیلیسیم و منگنز، سختی‌پذیری و استحکام بالایی دارد.
41Cr4 به دلیل مقاومت در برابر حرارت و سایش، در ساخت قطعات مکانیکی سنگین، ابزارهای صنعتی و بخش‌های متحرک ماشین‌آلات استفاده می‌شود. این فولاد قابلیت عملیات حرارتی و خنک‌سازی با آب و روغن را دارد که خواص مکانیکی آن را بهبود می‌بخشد.
فولاد Mo40
فولاد Mo40 که با نام 1.7225 نیز شناخته می‌شود، به دلیل وجود کروم و مولیبدن در ترکیب خود، از چقرمگی و مقاومت حرارتی بالایی برخوردار است.
این فولاد به طور گسترده در تولید قطعات حساس مانند شفت‌های سنگین، اجزای موتور و قطعات هواپیما استفاده می‌شود. مقاومت عالی در برابر دماهای بالا و سایش از ویژگی‌های بارز این فولاد است.
فولاد VCN100
VCN100 با ترکیب شیمیایی شامل کروم، نیکل و مولیبدن، برای قطعاتی که به استحکام و چقرمگی بالا نیاز دارند، مناسب است.
این فولاد قابلیت سخت‌کاری سطحی با روش‌های القایی و نیتراسیون را دارد و در ساخت قطعات بزرگ مانند گیربکس‌ها و شفت‌های پرتنش استفاده می‌شود. همچنین، مقاومت بالای این فولاد در برابر ضربه و حرارت، آن را به گزینه‌ای مناسب در صنایع سنگین تبدیل کرده است.
فولاد VCN150
VCN150 نسخه پیشرفته‌تر VCN100 است که با افزایش عناصر آلیاژی، خواص مکانیکی بهتری ارائه می‌دهد
این فولاد برای تولید ابزارهای صنعتی و قطعاتی که به سختی و استحکام فوق‌العاده نیاز دارند، استفاده می‌شود. همچنین، مقاومت حرارتی و قابلیت عملیات حرارتی این فولاد باعث محبوبیت آن در صنایع خودروسازی و کشتی‌سازی شده است.
فولاد VCN200
VCN200 به دلیل ترکیب بهینه‌ای از کربن پایین‌تر و عناصر آلیاژی بالاتر، استحکام و مقاومت بهتری نسبت به VCN150 دارد.
این فولاد به‌ویژه برای قطعاتی با نیاز به مقاومت در برابر سایش و حرارت طراحی شده و در صنایع حساس مانند تولید قطعات هواپیما و ابزارهای دقیق کاربرد دارد.
فولاد 1.1740
این فولاد ابزار کربنی به دلیل قابلیت ماشین‌کاری بالا و چقرمگی مطلوب، برای ساخت ابزارهایی مانند مته‌ها، قلاویزها و قالب‌ها استفاده می‌شود. اگرچه سختی‌پذیری کمتری نسبت به فولادهای آلیاژی دارد، اما در تولید ابزارهای برش و قطعات کوچک بسیار کاربردی است.