برگشت دادن

برگشت دادن یا تمپر کردن (به انگلیسی: Tempering) برگشت دادن یک عملیات حرارتی است که برای افزایش چقرمگی آلیاژهای آهن استفاده می‌شود. این فرایند معمولاً بعد از انجام فرایند سخت کردن، برای کاهش سختی اضافه انجام می‌شود.

تاریخچه برگشت دادن

برگشت دادن یک عملیات حرارتی باستانی است. قدیمی‌ترین نمونهٔ مارتنزیت تمپر شده یک تبر است که در Galilee یافت شده‌است، که مربوط به ۱۱۰۰ تا ۱۲۰۰ قبل از میلاد است. این فرایند در سراسر جهان، از آسیا تا آفریقا استفاده می‌شده‌است. در مدت زمان روش‌های بسیاری برای خنک کردن قطعه برای کوئنچ کردن آن امتحان شده‌اند، مانند کوئنچ کردن با پیشاب، خون یا فلزاتی مانند جیوه یا سرب، اما فرایند برگشت دادن نسبتاً در طول زمان تغییری نکرده‌است. این فرایند اغلب با کوئنچ کردن اشتباه گرفته می‌شده و یک اصطلاح برای توصیف هر دو فرایند مورد استفاده بوده‌است. در سال ۱۸۸۹ میلادی، سر ویلیام چندلر رابرتز آستین نوشته‌است :"هنوز لغات "آب دیدن"،"برگشت دادن" و"سخت کردن"، حتی در نوشته‌های منابع برجسته، گیج کننده هستند. من برگشت دادن را به عنوان نرم کردن معرفی می‌کنم."

روش انجام برگشت دادن

در این فرایند فلز تا دمایی پایین‌تر از دمای استحاله (معمولا کمتر از ۷۰۰ درجه سانتی گراد) برای مدت مشخصی گرم می‌شود و سپس در دمای محیط خنک می‌شود. در اثر باز پخت تنش‌های داخلی کاهش یافته یا حذف می‌شوند و بنابراین استحکام ضربه ای افزایش می‌یابد (شکنندگی کم می‌شود). در عوض سختی و استحکام قطعه سخت شده تا حدودی کاهش خواهد یافت. برای به دست آوردن خواص مکانیکی مورد رضایت با هزینه پایین در این فرایند، مدلسازی ریاضی اهمیت بالایی داد.

differential tempering

این روش این امکان را فراهم می‌کند که قسمت‌های مختلف قطعه به مقدارهای مختلف برگشت داده شوند. این شیوه معمولاً برای ساخت چاقو و شمشیر استفاده می‌شوند تا در حالی که لبهٔ مستحکمی دارند، مرکز آن‌ها نرم‌تر باشد.
این روش در آسیا معمول بوده‌است، مانند شمشیر سازی‌های ژاپن.

interrupted quenching

این شیوه معمولاً با وجود تفاوت زیادی که با شیوه سنتی تمپر کردن دارد، ولی به تمپر کردن رجوع داده می‌شود. در این شیوه قطعه تا دمای مشخصی که کمتر از دمای شروع مارتنزیت است، کوئینچ می‌شود و مدت طولانی تری در آن دما نگه داشته می‌شود. نتیجه فرایند و خواص مکانیکی قطعه بعد از آن بسته به دما و زمان متفاوت خواهد بود.

کاربردهای برگشت دادن

بعد از انجام فرایند سخت شدن، به علت تنش‌های ایجاد شده در ضمن سرد شدن، تقریباً تمام قطعات ترد و شکننده می‌شوند. از این رو مگر در مواردی خاص مانند زمانی که سختی زیادی مورد نیاز باشد، از عملیات برگشت دادن استفاده می‌شود. در اثر بازپخت تنش‌های داخلی کاهش یافته یا حذف می‌شوند و بنابراین استحکام ضربه ای افزایش می‌یابد (شکنندگی کم می‌شود)، در عوض سختی و استحکام قطعه سخت شده تا حدودی کاهش خواهد یافت.
کوئنچ کردن و برگشت دادن برای به دست آوردن حداکثر چقرمگی و شکل‌پذیری در سختی و استحکام مشخصی استفاده می‌شود. برای به دست آوردن خواص مکانیکی مورد رضایت با هزینه پایین در این فرایند، مدلسازی ریاضی اهمیت بالایی داد. سختی توزیع شده در قطعه بعد از کوئینچ کردن و برگشت دادن قابل پیش‌بینی است.

برگشت دادن برنج‌های آلیاژِی

همچنین برنج‌های آلیاژی با درصد روی بالا دارای فازها و ریز ساختارهای متفاوتی هستند که با اعمال عملیات حرارتی کوئنچ و تمپرینگ، نوع و درصد حجمی این فازها تغییر کرده و خواص متنوعی ایجاد می‌شود که بی شباهت به رفتار فولادها نمی‌باشد.(حسینیان، آیدا؛ ایمان ابراهیم‌زاده و غلامحسین اکبری، ۱۳۸۵)

برگشت دادن فولاد

کوئنچ کردن باعث ایجاد تنش‌های داخلی در قطعات و در نتیجه موجب ایجاد تردی و شکنندگی در آنها می‌شود. به همین علت به جز در مواردی که سختی بسیار بالایی مورد نیاز باشد، از فولادهای کوئنچ شده استفاده نمی‌شود. در این مرحله، می‌بایست فولاد قبل از استفاده تمپر شود. با انجام این عملیات روی آلیاژهای سخت شده، خواص مکانیکی آلیاژ تعدیل می‌شود.
دمای تمپر مناسب فولادهای کربنی و کم آلیاژ را با توجه به ترکیب شیمیایی آن‌ها و سختی نهایی مورد نظر می‌توان به‌طور تقریبی مشخص کرد. در این روش از فرمول ارائه شده توسط گرون وجف استفاده می‌شود که در آن فرض شده فولاد بعد از سریع سرد شدن عمدتاً ساختار مارتنزیتی دارد.