به عمل سرد کردن فولاد بصورت سریع و نا پیوسته، مارتمپرینگ (Martempering) و یا مارکوئنچینگ می نامند. این عمل در مجموع به چند حالت زیر انجام می شود.
1- آستنیته کردن فولاد
2-سرد کردن فولاد در نمک مذاب یا روغن داغ
3- نگه داشتن در محیط یاد شده تا اینکه دمای قطعه در تمام قسمت های آن یکنواخت شود.
4- سرد کردن بطوری که سطح و مرکز فولاد بصورت هم زمان سرد شود. این کار را در هوا انجام می دهند.
5- بازپخت دادن قطعه به منظور افزایش چقرمگی
5- به دلیل بالا بردن چغرمگی فولاد، اقدام به بازپخت دادن قطعه
در شکل زیر به توصیف مراحل مختلفی از مارتمپرینگ بر اساس نمودار TTT می پردازیم. طبق آنچه که در شکل زیر توضیح داده شده است، فولاد در مرحله اول سرد شدن به ترتیب تا بلافاصله قبل و بلافاصله بعد از دمای شروع تشکیل مارتنزیت سریع سرد شده است. روش دوم، اصطلاحا به مارتپرینگ اصلاح شده موسوم است.
طبق آنچه که در شکل ها مشخص است، سطح و مرکز فولاد را با دو تا اهنگ مختلف سرد می کنند. این حالت در زمانی اتفاق می افتد که در ضمن دگرگونی آستنیت به مارتنزیت تمام قسمت های قطعه تقریبا به طور همزمان سرد شده و بنابراین دگرگونی در سطح و مرکز همزمان انجام می شوند. به همین جهت ممکن است که احتمال ترک برداشتن، اعوجاج و ایجاد تنش در قطعه بشدت کاهش یابد. جدول زیر خواص مکانیکی فولاد 1095 (0.95درصد کربن) را پس از مارتمپر شدن و همچنین مارتنزیت و بازپخت شدن به روش معمولی را برای سختی یکسان و برابر با 53 راکول سی نشان می دهد. همانگونه که ملاحظه می شود برای یک سختی یکسان مقاومت به ضربه فولاد مارتمپر و بازپخت شده به مراتب بیشتر از فولاد سریع سرد شده و بازپخت شده است.
یکی از جنبه های مهم مارتمپرینگ این است که به جز مارتنزیت ساختار و یا فاز دیگری به وجود نمی آید (البته در مقایسه با سرد کردن سریع و مسقیم در این حالت معمولا درصد آستنیت باقی مانده بیشتر است). بنابراین، فولادهایی برای مارتمپرینگ مناسب اند که نه تنها نسبت به محصولات حاصل از دگرگونی آستنیت در دمای بالا (مانند فریت و پرلیت) بلکه نسبت به تشکیل بینیت که ممکن است در دما های بلافاصله قبل از Ms تشکیل شود نیز دارای سختی پذیری خوبی باشند. نکته دیگری که در این رابطه باید در نظر داشت این است که شدت سرد کنندگی روغن داغ و نمک های مذاب کمتر از شدت سرد کنندگی آب و یا روغن سرد است، بنابراین فولادهایی را می توان مارتمپر کرد که سختی پذیری آن ها آنقدر زیاد باشد که کاهش آهنگ سرد کنندگی محیط را جبران کند. از این رو این نوع عملیات حرارتی عمدتا به فولادهایی که در هوا و یا روغن سخت می شوند محدود می شود. جدول زیر دماهای آستنیته کردن وسریع سرد کردن (مارتمپر کردن) را برای تعدادی از معروف ترین فولادهای ابزار نشان می دهد. هم چنین در این جدول بیشترین ابعاد مناسب برای مارتمپر کردن آمده است. در این رابطه، حداکثر ابعادی منظور شده است که در صورت مارتمپر شدن در یک حمام تمیز عاری از ناخالصی و با تلاطم زیاد، قطعه کاملا سخت شود. البته در شرایطی که از حمام های بزرگتر استفاده شده و یا تلاطم در حمام زیاد شود، قطعات بزرگتری را نیز می توان مارتمپر کرد.
شکل زیر مراحل مختلف عملیات حرارتی مارتمپرینگ را برای غلطکی از جنس فولاد SIS 2310 به قطر 103 و طول 1000 میلیمتر نشان می دهد. دماهایی که روی محور عمودی نشان داده شده اند مربوط به مرکز غلطک است که به کمک ترموکوپلی که در آن محل قرار داده شده اندازه گرفته شده اند. پس از پیشگرم کردن در 550 درجه سانتی گراد غلطک در کوره ای با محیط محافظ (گاز نیتروژن) تا 1030 درجه سانتی گراد گرم شده و به مدت 30 دقیقه آستنیته شده است. سپس غلطک به حمام نمک مذاب با دمای 220 درجه سانتی گراد انتقال داده شده و پس از 45 دقیقه به آهستگی در هوا تا دمای اتاق سرد شده است. زمان این عملیات حرارتی در حدود 8 ساعت است.
- ۹۶/۰۵/۲۳