عملیات حرارتی

عملیات حرارتی (به انگلیسی: Heat Treatment) مجموعه فرآیندهای صنعتی و فلزکاری و در بعضی موارد شیمیایی است که جهت تغییر خواص مکانیکی و فیزیکی مواد بر روی آن ها انجام می شود. عملیات حرارتی عمدتاً در متالورژی استفاده می شود. از عملیات حرارتی برای ساخت مواد غیرفلزی مانند شیشه ها و شیشه-سرامیک ها نیز استفاده می شود. در عملیات حرارتی معمولاً از گرمایش یا سرمایش تا دماهای ویژه ای، برای رسیدن به خواص موردنظر برای مثال سخت کاری یا نرم کردن ماده استفاده می شود. تکنیک های عملیات حرارتی شامل این موارد می شود: بازپخت، سختکاری پوسته (Case Hardening)، پیرسختکاری، برگشت دادن، کربن دهی (Carburizing)، نرمال سازی و کوئنچ کردن.
کربن دهی سطحی
مواد فلزی از ساختارهای بسیار ریزی به نام «دانه» (grain) یا «کریستالیت» ساخته شده اند. طبیعت این دانه ها (یعنی اندازه و ترکیب آنها) مهم ترین عاملی است که خواص مکانیکی یک فلز را تعیین می کند. عملیات حرارتی کمک می کند که خواص فلز را با کنترل کردن نرخ واپخش (Diffiusion) و نرخ سرمایش در میکروساختار تغییر داد. عملیات حرارتی در فلزات معمولاً کمک می کند که خواص مکانیکی از قبیل سختی، استحکام، چقرمگی، شکل پذیری و الاستیسته را تغییر داد.
دو مکانیزم در عملیات حرارتی آلیاژها باعث تغییر خواص مکانیکی می شود: شکل گیری مارتنزیت باعث می شود که کریستال ها به صورت ذاتی تغییر شکل دهند، و مکانیزم واپخش (یا دیفیوژن) باعث تغییر در همگن بودن ماده می شود.
ساختار بلوری متشکل از اتم هایی است که در یک ترتیب بسیار خاص دسته بندی شده اند، که یک شبکه نامیده می شود. در بیشتر عناصر، این چینش بسته به شرایطی مانند درجه حرارت و فشار به خودی خود تغییر خواهد کرد. این تغییر چینش، که آلوتروپی یا پلی مورفیسم نامیده می شود، برای یک فلز خاص ممکن است در دماهای مختلف چندین بار رخ دهد. در آلیاژها، این تغییر چینش ممکن است باعث شود یک عنصر که در حالت عادی قابل حل در فلز پایه نیست به طور ناگهانی در فلز انحلال پذیر شود، در حالیکه معکوس شدن آلوتروپی باعث خواهد شد این هناصر به صورت جزئی یا کامل غیرقابل انحلال شوند.

عملیّات حرارتی (heat treatment)
در صنعت، قراردادن فلزات و آلیاژها در معرض گرمایش و سرمایش کنترل شده، برای حذف تنشهای داخلی و بهبود خواص فیزیکی آن ها پس از ساخت. روش های عملیات حرارتی عبارت اند از تابکاری، آب دادن، و بازپخت.