کربن‌زدایی چیست؟
تعیین عمق کربن زدایی آزمایشی است که در آن لایه اتلاف کربن بر روی سطح فولاد در طی عملیات حرارتی یا شکل دهی گرم بر روی یک بخش متالوگرافی یا از طریق مشخصات میکروسختی اندازه گیری می شود.
هدف کربن‌زدایی
هدف این است که بررسی شود که از دست دادن کربن سطح از حد مشخصات تجاوز نمی کند. لایه کربوری شده سختی سطح و استحکام خستگی را کاهش می دهد.
کربن‌زدایی بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟
- فولادهای فنری
- قطعات دنده و شفت
- قطعات فورج گرم
- میله و سیم عملیات حرارتی شده
کربن‌زدایی در چه صنایعی کاربرد دارد؟
استانداردهای مرتبط با کربن‌زدایی
- ASTM E1077
- ISO 3887
- ISO 6507 (برای مشخصات میکروسختی)
شرایط کربن‌زدایی
- روش
- اندازه گیری متالوگرافی یا مشخصات میکروسختی
- بخش
- عمود بر سطح، در مکان های معرف
- حکاکی کردن
- حکاکی که لایه از دست دادن کربن را نشان می دهد (معمولاً نیتال)
- اندازه گیری
- عمق کربن زدایی کامل و جزئی به طور جداگانه گزارش شده است
تجهیزات کربن‌زدایی
- میکروسکوپ متالورژیکی
- دستگاه تست میکروسختی
- دکل نصب لبه نگهدارنده
- سیستم اندازه گیری کالیبره شده
الزامات نمونه برای کربن‌زدایی
- بخش باید عمود بر سطح گرفته شود
- حفظ لبه بسیار مهم است. گرد کردن اندازه گیری را مخدوش می کند
- اندازه گیری باید در تعداد کافی مکان انجام شود
- سطح نمونه باید قبل از آزمایش ماشین کاری نشده باشد
مدت کربن‌زدایی
به طور معمول 1-2 روز.
روش اجرای کربن‌زدایی
- 1یک بخش عمود بر سطح گرفته شده و با نگهدارنده لبه نصب می شود.
- 2بخش صیقلی و حکاکی شده است.
- 3عمق در مکان های تعریف شده اندازه گیری می شود.
- 4در صورت نیاز یک پروفایل میکروسختی گرفته می شود.
- 5حداکثر و متوسط عمق گزارش شده است.
معیارهای پذیرش کربن‌زدایی
معیار پذیرش در استاندارد یا مشخصات محصول به عنوان حداکثر عمق کربن زدایی آمده است.
ارزیابی نتایج
کربن زدایی کامل (لایه فریتی) و کربن زدایی جزئی عمق های متفاوتی دارند. کدام یک از محدودیت های مشخصات باید روشن شود.
گزارش کربن‌زدایی
- استاندارد و روش اعمال شده
- مکان های بخش
- شرایط اچینگ
- مقادیر عمق کامل و جزئی
- تصاویر میکرو
اعتباربخشی
EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.
اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.
محدوده و مجوزهامقررات مرتبط
- استانداردهای محصول
آزمون فلز و متالورژی — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟
بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون کربن‌زدایی به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.
آزمون‌های فلز و متالورژی، باری را که یک فلز یا اتصال جوش‌شده می‌تواند تحمل کند، نحوه شکست آن و ساختار داخلی‌اش را تعیین می‌کنند. خروجی این خانواده اغلب درباره خود محصول نیست بلکه درباره هویت ماده است: آیا فولاد واقعاً از رده اعلام‌شده است، آیا درز جوش استحکامی را که طراحی فرض کرده می‌دهد، آیا قطعه ریخته‌گری نقص داخلی غیرقابل‌قبولی دارد؟
اهمیت عملی این حوزه از این واقعیت ناشی می‌شود که یک قطعه فلزی به‌ندرت به‌تدریج از کار می‌افتد. یک قطعه پلاستیکی تغییر شکل می‌دهد، فرسوده می‌شود، ترک می‌خورد و معمولاً هشدار می‌دهد. اما درز جوش یا یک بست، اغلب بدون هشدار می‌شکند - به‌ویژه در موارد خستگی و شکست ترد. به همین دلیل، در حوزه‌هایی مانند تجهیزات تحت فشار، تجهیزات بالابر، فولاد سازه‌ای و خطوط لوله، آزمون مواد الزامی مقرراتی است نه طراحی.
این خانواده سه گروه روش را گرد هم می‌آورد و هر یک به پرسشی متفاوت پاسخ می‌دهد. آزمون‌های مکانیکی رفتار ماده تحت بار را کمّی می‌کنند. بازرسی غیرمخرب بدون آسیب به قطعه به دنبال نقص می‌گردد. متالوگرافی و تجزیه شیمیایی توضیح می‌دهند چرا ماده چنین رفتاری دارد - از طریق ساختار دانه، توزیع فاز، محتوای آخال و ترکیب آلیاژ.
معیار پذیرش این آزمون‌ها تقریباً هرگز از استاندارد آزمون نمی‌آید و این کلید درک این حوزه است. استاندارد آزمون می‌گوید اندازه‌گیری چگونه انجام شود؛ مقادیر قابل‌قبول از استاندارد محصول، رده ماده یا آیین‌نامه ساخت می‌آید. ISO 6892-1 می‌گوید آزمون کشش چگونه انجام شود؛ EN 10025 می‌گوید آن فولاد باید چند مگاپاسکال تنش تسلیم بدهد. هنگام خواندن یک گزارش، دانستن اینکه بر اساس کدام استاندارد محصول ارزیابی شده ضروری است.
نمونه‌برداری در این حوزه بخشی جدایی‌ناپذیر از نتیجه است. دو نمونه گرفته‌شده از یک ذوب ممکن است بسته به جهت و محل برداشت، مقادیر متفاوتی بدهند؛ در محصولات نورد شده، نمونه‌های موازی و عمود بر جهت نورد نتایج متفاوتی تولید می‌کنند. به همین دلیل استانداردهای محصول محل و جهت نمونه‌برداری را نیز تنظیم می‌کنند و گزارش باید این را مستند کند.
گروه‌های روش در این حوزه
تست های مکانیکی
کشش، فشار، خمش، ضربه شیاردار (شارپی)، سختی (برینل، ویکرز، راکول)، خستگی، خزش و چقرمگی شکست. این‌ها رفتار ماده تحت بار را به‌صورت عددی می‌دهند.
بازرسی غیرمخرب
پرتونگاری، بازرسی فراصوتی، مایع نافذ، ذرات مغناطیسی و بازرسی چشمی. بدون آسیب به قطعه به دنبال نقص‌های سطحی و داخلی می‌گردد و گامی ضروری در ساخت جوشی است.
متالوگرافی
آماده‌سازی نمونه، اچ‌کاری و بررسی میکروسکوپی. اندازه دانه، توزیع فاز، محتوای آخال، عمق کربن‌دهی و منطقه متأثر از حرارت جوش ارزیابی می‌شود.
تجزیه شیمیایی
ترکیب آلیاژ با طیف‌سنجی نشری نوری و شیمی تر تأیید می‌شود؛ تأیید رده ماده از این مرحله می‌گذرد.
رفتار خوردگی
آزمون‌های مه نمکی، خوردگی حفره‌ای و شکافی، و خوردگی بین‌دانه‌ای. در فولادهای زنگ‌نزن می‌توانند نشان‌دهنده کیفیت عملیات حرارتی باشند.
موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه
- گواهی ماده (مانند EN 10204 3.1) گزارش آزمون نیست؛ اظهارنامه سازنده است. در کاربردهای حساس، راستی‌آزمایی مستقل انجام می‌شود و این دو نباید با هم اشتباه گرفته شوند.
- آزمون‌های کشش ASTM و ISO مقادیر یکسانی را اندازه می‌گیرند اما از هندسه نمونه متفاوتی استفاده می‌کنند؛ نتایج معادل مستقیم هم تلقی نمی‌شوند و هرچه مشخصات بخواهد همان اعمال می‌شود.
- جداول تبدیل بین سختی و استحکام تقریبی هستند. محاسبه تنش تسلیم از روی سختی، شواهد کافی برای پذیرش ماده نیست.
- در بازرسی غیرمخرب، عبارت «نقصی یافت نشد» به معنای نبود نقص نیست؛ ممکن است نقص‌هایی زیر حد تشخیص روش وجود داشته باشد. گزارش باید روش به‌کاررفته و سطح حساسیت را ذکر کند.
- قبول‌شدن درز جوش نشان نمی‌دهد جوشکار یا دستورالعمل واجد شرایط است؛ این‌ها فرآیندهای جداگانه‌اند.
این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند
- راستی‌آزمایی گواهی ماده و پذیرش مواد ورودی
- تأیید ساخت جوشی؛ صلاحیت‌سنجی جوشکار و دستورالعمل
- کنترل ساخت تجهیزات تحت فشار و اجزای سازه‌ای
- تحلیل خرابی و تعیین علت ریشه‌ای آسیب‌های میدانی
- راستی‌آزمایی فرآیندهای عملیات حرارتی و سطحی
تست های مرتبط
پرسش‌های متداول درباره کربن‌زدایی
کربن‌زدایی بر اساس کدام استاندارد ساخته شده است؟
کربن‌زدایی در محدوده ASTM E1077, ISO 3887 و ISO 6507 (برای مشخصات میکروسختی) اجرا می شود. مقادیر حدی و معیارهای پذیرشی که باید اعمال شوند در استاندارد محصول تعریف شده است. نسخه معتبر برای محصول شما در مرحله پیشنهاد به صورت کتبی تایید می شود.
کربن‌زدایی برای کدام محصولات کاربرد دارد؟
عمدتاً برای فولادهای فنری, قطعات دنده و شفت, قطعات فورج گرم و میله و سیم عملیات حرارتی شده اعمال می شود. اینکه آیا محصول شما در محدوده گنجانده شده است یا خیر، با بررسی مشخصات فنی و کاربرد مورد نظر آن مشخص می شود.
تحت چه شرایطی کربن‌زدایی انجام می شود؟
پارامترهای تعیین کننده عبارتند از: روش — اندازه گیری متالوگرافی یا مشخصات میکروسختی, بخش — عمود بر سطح، در مکان های معرف و حکاکی کردن — حکاکی که لایه از دست دادن کربن را نشان می دهد (معمولاً نیتال). شرایط کامل در بخش "شرایط تست" در صفحه موجود است و بسته به استاندارد محصول متفاوت است.
چه نوع نمونه ای برای کربن‌زدایی مورد نیاز است؟
بخش باید عمود بر سطح گرفته شود, حفظ لبه بسیار مهم است. گرد کردن اندازه گیری را مخدوش می کند و اندازه گیری باید در تعداد کافی مکان انجام شود. تعداد نمونه ها با توجه به استاندارد محصول و محدوده ای که باید گزارش شود تعیین می شود.
مدت زمان کربن‌زدایی چقدر است؟
به طور معمول 1-2 روز. این مدت به خود آزمایش تعلق دارد. آماده سازی نمونه، صف بندی و گزارش نیز ارزیابی می شود. یک برنامه زمانی واقعی برای محصول شما در پیشنهاد ارائه شده است.
نتیجه کربن‌زدایی به نام "مناسب" چیست؟
معیار پذیرش در استاندارد یا مشخصات محصول به عنوان حداکثر عمق کربن زدایی آمده است.