فهرست مطالب:
بروز‌رسانی‌شده در آبان 17, 1401
عملیات حرارتی چدن
در میان آلیاژهای صنعتی، چدنها متنوع ترین خواص مکانیکی را با ارزان ترین قیمت دارا می باشند. استفاده کامـل از دامنـه وسـیع خـواص مزبور مستلزم بررسی دقیق اثرات و نتایج حاصل از اعمال روشهای مختلف عملیات حرارتی بر روی ساختمان و خواص چدنها می باشد .
از جمله اهداف عملیات حرارتی چدنها عبارتند از:
- برطرف کردن تنش های داخلی
- بهبود قابلیت ماشینکاری
- افزایش انعطاف پذیری و تافنس ضربه.
- افزایش استحکام و مقاومت به سایش.
روش های مختلف عملیات حرارتی چدن ها و فولادها، همچنین واژه های استفاده شده در مورد آنها بسیار شبیه به یکدیگر مـی باشـند، امـا پنج اختلاف اساسی و مهم بین آنها وجود دارد که عبارتند از:
1- در فولادها، درصد کربن مهمترین پارامتر تعیین کننده درجه حرارت سخت کردن است، درحالی که در چدن ها، سیلیسیم عنصر اصلی تعیین کننده محدوده حرارتی فوق می باشد. سیلیسیم محدوده حرارتی بحرانی چدن ها را در مقایسه با فولادهای پرکربن افزایش می دهـد. از این رو، به منظور آستنیته شدن کامل درجه حرارت سخت کردن چدن ها باید نسبتاً بالا و با توجه به درصد کربن زمینه و درصد سیلیسیم انتخاب شود.
2- چدن ها اغلب حاوی مقدار قابل ملاحظه ای منگنز و عناصر آلیاژی دیگر می باشند. در نتیجه از سختی پذیری بالائی برخوردار بوده، به نحوی که اغلب به جای کوئنچ کردن در آب، آنها را در روغن و یا هوا سرد می کنند.
3- قطعات ریختگی اغلب دارای اشکال پیچیده ای بوده که می تواند موجب مشکلات در عملیات حرارتـی آنهـا شـود. بـر خـلاف مقـاطع نازک و قسمت های خارجی که سریع گرم می شوند، مقاطع ضخیم و قسمتهای داخلی براحتی گـرم نمـی شـوند. از ایـن رو سـرعت گـرم کردن و زمان نگهداری در درجه حرارت سخت کردن باید بنحوی تنطیم شود که مناسب با شکل پیچیده قطعه باشد.
4- همچنین در ضمن سریع سرد کردن، شکل پیچیده قطعه می تواند منجر به خسارت دیدن آن شود، بدین صورت که تـنش هـای داخلـی زیادی در قطعه به وجود آید و یا اینکه حتی قطعه بشکند. به منظور حذف تنش های داخلی و احتمال ترک خوردن بلافاصله پس از کوئنچ کردن باید عملیات حرارتی تمپر کردن بر روی قطعه انجام گیرد.
5- در موقع عملیات حرارتی در کوره های الکتریکی با اتمسفر خنثی نظیر نیتروژن، اکثر قطعات چدنی قادر هستند که اتمسفر محافظ مورد نیاز برای خود را تولید کنند. با این حال در کوره های شعله ای، قطعات چدنی براحتی اکسیده ویا دی کربوره می شوند. قطعات چدنی کـه شدیداً اکسیده شده باشند می توانند مسئله آفرین باشند، زیرا اکسید تشکیل شده بر روی چدن معمولاً بسیار چسبنده بوده و موجب سایش و خسارت دیدن ابزارهای برش خواهد شد.
همانگونه که اشاره شد، سیلیسیم در چدنها، اثر قابل ملاحظه ای بر روی درجه حرارتهای بحراتی دارد .در حقیقت سیلیسیم باعث مـی شـود که انجماد، ذوب و نحوه سرد و گرم شدن چدنها از سیستم سه تائی Fe-C-Siپیروی کند. از ایـن رو اسـتحاله یوتکتوئیـدی در چـدنها بـه جای درجه حرارت ثابت، در یک محدوده حرارتی انجام می گیرد. وسعت محدوده حرارتی فوق بستگی به درصد سیلیسیم چـدن دارد. در صورتی که منحنی های شکل زیر به اندازه ٣٣درجه سانتیگراد ( ۶٠درجه فارنهایت) به بالا تغییر مکان داده شوند، منحنـی هـای مربـوط بـه گرم کردن چدن ها به دست می آید.
علاوه بر سیلیسیم عناصر آلیاژی دیگر نظیر منگنز، فسفر، نیکل، مس و … دماهای بحرانی را تغییر می دهند. فسـفر و کـرم هماننـد سیلیسـیم عمل می کنند، در حالی که نیکل و منگنز باعث کاهش دماهای بحرانی خواهند شد. در ایـن بخـش ابتـدا اصـول کلـی و کـاربرد روشـهای مختلف عملیات حرارتی چدنها مورد بررسی قرار گرفته و سپس عملیات حرارتی انواع چدنها، نظیـر چـدن خاکسـتری، چـدن نشـکن و … مطالعه خواهند شد.
-تنش گیری
قطعات چدنی ریخته گری شده با شکلهای نسبتاً پیچیده، معمولاً دارای تنش های داخلی می باشند. گرچه تنش های فوق در بیشـتر حـالات کم بوده و اثرات مخربی ندارند ولی در مواردی نیز می توانند منجر به تاب برداشتن و یا حتی شکسته شدن قطعه شوند. ایـن امـر مخصوصـاً در موقع ماشینکاری قطعات ریختگی دیده شده است. اگر قسمت هایی از قطعه که تحت تنش باشند با ماشینکاری حـذف شـوند، بـرای بـه حالت تعادل در آمدن تنش های داخلی، قطعه تغییر شکل و یا تغییر ابعاد خواهد داد .
بطور کلی، تنش های داخلی ناشی از طراحی و یا عملیات مربوط به فرآیند تولید قطعه خواهد بود و می تواند از یکی از منابع زیر به وجـود آید:
1- شیب حرارتی در داخل قطعه، که ناشی از اختلاف سرعت سرد شدن سطح و منطقه داخلی آن می باشد.
2- وجود مقاطع غیر یکنواخت، که منجر به ایجاد شیب حرارتی بین مقاطع نازک (که سریع سرد می شوند ) و مقـاطع ضـخیم( کـه آهسـته سرد می شوند) خواهد شد.
3- عوامل مکانیکی بازدارنده انقباضهای حرارتی قطعه در ضمن انجماد و سرد شدن. به عنوان مثال، تحت شرایطی که بعضی از قسمتها بعلت شکل خاص قطعه براحتی منقبض می شوند ولی نواحی دیگر سعی در جلوگیری از انقباض این قسمتها دارند.
4- ساچمه زنی سطح در ضمن تمیزکاری آن. تحت شرایط فوق تنش های فشاری سطحی نه تنها مضر نیستند، بلکه می توانند مفید نیز باشند، ولی در صورتی که توزیع تنشهای مزبور در قسمتهای مختلف یکسان نباشد، خطرتاب برداشتن قطعه وجود دارد.
5- تنشهای حاصل از عملیات حرارتی و یا عملیات ماشینکاری قطعه. در تنش گیری درجه حرارت و زمان عملیات باید به نحوی انتخاب شوند که در عین حالی که تنش های داخلی به حد کافی حذف می شوند، استحکام و سختی بیش ار حد کاهش نیابند .قابلیت نرم شدن و یا حذف شدن تنش های داخلی چدن ها در اثر حرارت دیدن عمدتاً بستگی به ترکیب شیمیائی آنها دارد. عناصر آلیاژی مخصوصاً منگنز، کرم و مولیبدن، استحکام چدن در دماهای بالا را افزایش می دهد. از این رو، درجه حرارت تنش گیری برای چدن های آلیاژی در مقایسه با چدن های غیرآلیاژی به مراتب بالاتر می باشد.
-آنیل کردن
هدف از آنیل کردن چدن ها عبارت است از حرارت دادن قطعه در دمائی بالاتر از درجه حرارت بحرانی (A1) و سپس آهسته سرد کردن (معمولاً در کوره) به منظور کاهش سختی و استحکام و افزایش انعطاف پذیری آن. تفاوت عمده ای که بین نتایج حاصل از آنیل فولادها و چدن ها وجود دارد عبارت است از تجزیه سمنتیت در چدن ها، بنحوی که ساختمان میکروسکوپی آنیل شده آنها می توان شـامل فریـت و گرافیت باشد.
روش های مختلفی برای آنیل کردن چدن ها وجود دارد که عبارتند از:
الف) آنیل کردن در درجه حرارت بالا (آنیل کامل – گرافیت زائی)
برای این کار قطعات را در درجه حرارتی بین ٩٠٠تا ٩۵٠درجه سانتیگراد حرارت می دهند. در نتیجه کاربید اولیه و کاربید یـوتکتیکی بـه آستنیت و گرافیت تجزیه می شوند. اگر از درجه حرارت فـوق تـا زیـر دمـای یوتکتوئیـدی قطعـات بـه آهسـتگی (در کـوره) سـرد شـوند، ساختمان نهائی شامل فریت و گرافیت با حداقل سختی خواهد بود. عملیات مزبور، همان عملیات حرارتی مالیبل کردن، به منظور تهیه چدن چکشخوار فریتی از چدن سفید می باشد.اگر هدف فقط حذف سمنتیت اولیـه از چـدن سـفید و داشـتن زمینـه پرلیتـی باشـد، پـس از پایـان عملیات آنیل در درجه حرارت بالا، قطعات را از کوره خارج کرده و در هوا سرد می کنند.
ب) آنیل کردن در درجه حرارت متوسط (آنیل کامل)
این عملیات محدود می شود به قطعات چدنی که فاقد سمنتیت اولیه بوده، به بیان دیگر سمنتیت موجود نسبتاً کم و به صورت ریـز و کـاملاً پراکنده در ساختمان توزیع شده باشند. در این روش قطعات چدنی را تا درست بالاتر از درجه حرارت بحراتی (یعنی بین ٨٢٠تا ٩٠٠درجه سانتیگراد) گرم کرده و سپس به آهستگی سرد می کنند. درجه حرارت آنیل عمدتاً بستگی بـه درصـد سیلیسـم دارد، زیـرا افـزایش درصـد سیلیسیم درجه حرارت بحرانی را افزایش می دهد این عملیات برای فریتی کردن کامل زمینه در چدن های غیر آلیـاژی و یـا تهیـه چـدن بـا زمینه پرلیتی از آلیاژهایی که دارای مقادیر متوسطی از کرم، مولیبدن، وانادیم و یا مقدار زیادی منگنز باشند استفاده می شود. در هر یـک از حالات فوق، باید توجه داشت که چدن مورد استفاده باید دارای سمنتیت آزاد باشد.
ج) آنیل کردن در درجه حرارت پائین (فریتی کردن)
چدن هایی که فقط شامل سمنتیت در پرلیت باشند را با حرارت دادن در دمائی درست زیر درجه حرارت بحرانی و سپس آهسته سرد کردن به نحو موفقیت آمیزی می توان آنیل کرد. در این روش، زمینه پرلیتی در اثر دیفوریون تدریجی به مجموعه ای از فریـت و گرافیـت تبـدیل می شود. در واقع، در این عملیات، تعبیر فازی نخواهیم داشت. در مورد چدن های غیر آلیاژی، عملیات فوق شامل حرارت دادن قطعات تـا درجه حرارتی در حدود ٧٣٠تا ٧٩٠درجه سانتیگراد و سپس نگهداشتن برای مدتی در حدود یک ساعت برای هـر ایـنچ ضـخامت و سـرد کردن آهسته (تقریباً ۵٠درجه سانتیگراد در ساعت) می باشد. سرعت فریتی شدن چـدنهای غیـر آلیـاژی تـابعی از درصـد سیلیسـیم، درجـه حرارت آنیل، ساختمان و توزیع گرافیت اولیه می باشد. در این روش، چدن هایی که دارای ٢درصد سیلیسیم باشند خیلی سریع فریتی مـی شوند، بنحوی که در ٧۶٠درجه سانتیگراد و در مدت ٢٠تا ٣٠دقیقه تا حدود ٩٠درصد از پرلیت در مقاطع نازک را بـه فریـت و گرافیـت می توان تبدیل کرد .
باید توجه داشت که واکنش فوق در حضور عناصر آلیاژی و یا بیشتر از ٠.٧درصد منگنز به تأخیر می افتد. گرچه همانگونه که بحـث شـد، در این روش می توان ساختمان صددرصد فریتی گرفت، ولی از نظر اقتصـادی و صـرف وقـت، عملیـات آنیـل در درجـه حـرارت متوسـط مناسبتر می باشد.در آنیل دو مرحله ای گرچه نتایج حاصل از روشهای معمولی آنیل کردن کـاملاً رضـایتبخش مـی باشـند، ولـی تحقیقـات انجام شده بر روی چدن ها با گرافیت کروی نشان داده اند که عملیات آنیل دو مرحله ای در زمان نسبتاً کوتاهتری، نتایج مشـابه و یـا حتـی بهتری را می دهد.
چگونگی آنیل دو مرحله ای برای یک نمونه چدنی به ضخامت ١٢.۵میلیمتر( ٠.۵اینچ) به صورت زیر می باشد: آستنیته کردن برای مـدتی در حدود ٢٠دقیقه در ٩٠٠درجه سانتیگراد به منظور انجام استحاله آستنیت به پرلیت. سپس گرم کردن مجدد تا ٧۶٠درجـه سـانتیگراد بـه منظور تجزیه پرلیت به فریت و گرافیت. به روش فوق در مدتی در حدود ١٠دقیقه، در حدود ٩٠درصد پرلیت به فریت تبدیل می شود.
-نرماله کردن
هــدف از نرمالــه کــردن عبــارت اســت از ســرد کــردن در هــوا از درجــه حرارتــی بــالاتر از محــدوده حرارتــی بحرانــی. ســرعت ســرد شدن قطعـات چـدنی عـاری از ماسـه در هـوا، معمـولاً سـریعتر از سـرعت سـرد شـدن آنهـا در قالـب مـی باشـد. بـه ایـن ترتیـب سـاختمان میکروسـکوپی نهـایی چنـین قطعـاتی معمـولاً شـامل زمینـه پرلیتـی ریـز بـوده و در نتیجـه در مقایسـه بـا قطعـات سـرد شـده در قالـب و یـا آنیل شده از سـختی و اسـتحکام بیشـتری برخـوردار مـی باشـند. قطعـات چـدنی را بـه سـه روش مختلـف مـی تـوان نرمالـه کـرد. انتخـاب هر یک از روش ها، که در اینجا مختصراً توضیح داده می شوند، بستگی به شرایط موجود دارد.
روش اول: بـه عنـوان عملیــات حرارتـی کــاملاً مسـتقل و بــه منظـور افـزایش ســختی و اسـتحکام قطعــات چـدنی کــه در قالبهــای ماســه ای سرد شده اند استفاده می شود.
روش دوم: پـس از عملیـات آنیـل در دماهـای بـالا کـه بـه منظـور حـذف سـمنتیت آزاد انجـام مـی گیـرد، بـرای جلــوگیری از تشـکیل فریت نرم، قطعات مـورد نظـر را در هـوا سـرد مـی کننـد. در نتیجـه سـاختمان پرلیتـی ریـز بـا سـختی و اسـتحکام نسـبتاً بـالا بـه دسـت مـی آید.
روش سـوم: پـس از انجمـاد ولـی قبـل از سـرد شـدن تـا درجـه حـرارت بحرانـی، قطعـات را از قالـب خـارج کـرده، از ماسـه تمیـز مـی کنند و در هوا سرد می نماینـد. بـا توجـه بـه اینکـه سـرعت سـرد شـدن در هـوا بیشـتر از سـرعت سـرد شـدن در قالـب مـی باشـد .قطعـاتی کـه بـه ایـن ترتیـب سـرد مـی شـوند از سـختی و اسـتحکام بـالاتری برخوردارنـد . نکتـه قابـل توجـه ایـن اسـت کـه قطعـاتی کـه دارای شکل های پیچیده بوده و به این ترتیب سرد شوند. نیاز به تنش گیری دارند.
بجـز در مـورد قطعـاتی کـه دارای شـکل هـای پیچیـده باشـند، سـرعت حـرارت دادن در عملیـات نرمالـه کـردن چـدن هـا، بـا توجـه بـه امکانات موجـود انتخـاب مـی شـود. در قطعـات بـا شـکل هـای پیچیـده، اخـتلاف زیـاد در درجـه حـرارت در قسـمت هـای مختلـف کـه ناشی از گرم کردن سریع مـی باشـد، مـی توانـد منجـر بـه تغییـر شـکل و یـا شکسـته شـدن قطعـه شـود.از ایـن رو در مـورد قطعـات مزبـور سـعی مـی شـود از سـرعت گـرم کـردن نسـبتاً کـم اسـتفاده شـود. زمـان نگهـداری در درجـه حـرارت نرمالـه کـردن بسـتگی بـه ابعـاد و حـداکثر ضـخامت قطعـه داشـته و بایـد در حـدی باشـد کـه تمـام قسـمت هـای آن هـم دمـا شـود. درجـه حـرارت نرمالـه کـردن بسـتگی بــه ترکیــب شــیمیائی و عمــدتاً درصــد سیلیســیم دارد. زیــرا افــزایش درصــد سیلیســیم، موجــب افــزایش وســعت محــدوده حرارتــی بحرانی خواهد شد .
بطــور کلــی درجــه حــرارت نرمالــه کــردن بایــد در حــدود ۵٠درجــه ســانتیگراد ( ١٠٠درجــه فارنهایــت) بــالاتر از محــدوده حرارتــی بحرانـی انتخـاب شـود. ایـن محـدوده حرارتـی بـرای چـدن هـای چکشـخوار ٨٠٠الـی ٨٣٠درجـه سـانتیگراد ( ١۴٧۵الـی ١۵٢۵درجـه فارنهایــت)، بــرای چــدن هــای خاکســتری بــا اســتحکام زیــاد ٨١٠الــی ٨٧٠درجــه ســانتیگراد ( ١۵٠٠الــی ١۶٠٠درجــه فارنهایــت)، بـرای چـدن هـای خاکسـتری بـا اسـتحکام کـم ٨۴٠الـی ٩٠٠درجـه سـانتیگراد ( ١۵۵٠الـی ١۶۵٠درجـه فارنهایـت) و بـرای چـدن هـای نشکن ٨٧٠الی ٩۴٠درجه سانتیگراد ( ١۶٠٠الی ١٧٢۵درجه فارنهایت) می باشد.
بـرای سـرد کـردن قطعـات در عملیـات نرمالـه کـردن، از هـوای آرام و یـا هـوای فشـرده اسـتفاده مـی شـود. هرچـه قطعـات حجـیم تـر بوده و یـا ضـخامت قسـمت هـای مختلـف آن بیشـتر باشـد، سـرعت سـرد کـردن نیـز بایـد بیشـتر باشـد. معمـولا قطعـات بـزرگ بـا شـکل هـای پیچیـده بـرای نرمالـه شـدن مناسـب نیسـتند. از سـوی دیگـر چـدن هـای آلیـاژی و چـدن هـای پرمنگنـز کـه در محـدوده حرارتـی اسـتحاله پرلیتـی از سـختی پـذیری نسـبتاً بـالائی برخوردارنـد را بـا اسـتفاده از سـرعت هـای سـرد شـدن آهسـته براحتـی مـی تـوان نرمالـه کرد. همچنین، در مقایسه با چدن های غیر آلیاژی، مقاطع ضخیم تری از این چدن ها را می توان نرماله کرد.
-سخت کردن
عملیات سخت کردن چدن ها، شامل حرارت دادن درجه حرارتی بالاتر از محدوده حرارتـی بحرانـی و سـپس سـریع سـرد کـردن (کـوئنچ کردن) می باشد. همانگونه که می دانیم با کوئنچ کردن استحاله به دست می آید برای حذف تنش هـای داخلـی و در نتیجـه جلـوگیری از احتمال تاب برداشتن و یا ترک خوردن، قطعات را پس از کوئنچ کردن معمولاً بازگشت می دهند .
زمــان بازگشــت معمــولاً یــک ســاعت و درجــه حــرارت بازگشــت بســتگی بــه ســختی و اســتحکام نهــائی مــورد نظــر دارد. در یــک ســختی یکســان، قابلیــت ماشــینکاری ســاختمان میکروســکوپی حاصــل از کــوئنچ و تمپــر شــده نســبت بــه ســاختمان میکروســکوپی پرلیتـی معمـولاً بیشـتر مـی باشـد. هماننـد فولادهـا، قابلیـت سـخت شـدن چـدن هـا را نیـز توسـط پـارامتر سـختی پـذیری مشـخص مـی کننـــد. ســـختی پـــذیری را مـــی تـــوان بـــا اســـتفاده از ترکیـــب شـــیمیائی و یـــا بـــه کمـــک آزمـــایش جمینـــی تعیـــین کـــرد.
اثــرات عناصــر آلیــاژی مختلــف بــر روی ســختی پــذیری چــدن هــا بــا گرافیــت کــروی در شــکل زیــر نشــان داده شــده اســت. بــرای محاسـبه سـختی پـذیری بـا اسـتفاده از ترکییـب شـیمیائی، بـه صـورت زیـر عمـل مـی شـود. ابتـدا بـا اسـتفاده از درصـد کـربن و منحنـی زیـر عـددی موسـوم بـه سـختی پـذیری مطلـق (Absolute hardenability) (DA) کـه فقـط براسـاس درصـد کـربن مـی باشـد را به دست مـی آورنـد. سـپس بـه کمـک منحنـی هـای شـکل زیـر اثـرات هـر یـک از عناصـر آلیـاژی را توسـط پـارامتر ضـرب (MF) مشخص کرده و قطر ایده آل (DI) را از رابطه به دست می آورند.
-تمپر کردن – بازگشت دادن
عملیــات تمپرکــردن شــامل حــرارت دادن و نگهــداری قطعــات ســخت و یــا نرمالــه شــده در درجــه حرارتــی زیــر محــدوده حرارتــی بحرانی و سپس سرد کردن در هوا می باشد .
به منظور کاهش تـنش هـای داخلـی احتمـال تـاب برداشـتن و یـا تـرک خـوردن، همچنـین کـاهش میـزان آسـتنیت باقیمانـده توصـیه مـی شـود کـه قطعـات را بلافاصـله پـس از کـوئنج کـردن بازگشـت دهنـد. حتـی در شـرایطی کـه حــداکثر سـختی مـورد نظـر باشــد تمپــر کــردن درجــه حرارتــی بــین ١۵٠تــا ٢٠٠درجــه ســانتیگراد ( ٣٠٠تــا ۴٠٠درجــه فارنهایــت) مفیــد مــی باشــد. گرچــه عملیــات فــوق اثــر چنـدانی بـرروی سـختی قطعـه نخواهـد داشـت. از آنجـائی کـه عملیـات بازگشـت مسـتلزم دیفوزیـون مـی باشـد، هـر دو پارامترزمـان و درجـه حـرارت از اهمیـت ویـژه ای برخوردارنـد، ولـی درجـه حـرارت نقـش مهـم تـری را در ایــن رابطــه بــازی مــی کنــد. بــه منظـور یکنواخــت شــدن ســاختمان میکروســکوپی، معمــولاً زمــان نگهــداری در درجــه حــرارت بازگشــت را در حــدود دو برابــر زمــان لازم برای رسیدن به درجه حرارت بازگشت انتخاب می کنند.
مهم ترین پارامترهای موثر در انتخاب درجه حرارت بازگشت مناسب برای سختی مورد نظر عبارتند از:
ترکیب شیمیایی چدن و توزیـع لایـه هـا یـا کـره هـای گرافیـت، بـرای سـختی یکسـان، چـدن هـای آلیـاژی و چـدن هـایی کـه از سـختی پـذیری زیـادتری برخـور دارنـد، بایـد در مقایسـه بـا چـدن هـای غیـر آلیـاژی در درجـه حرارتـی بـالاتر بازگشـت داده شـوند. از سـوی دیگـر هـر چـه کـره هـای گرافیـت بیشـتر بـوده و یـا فاصـله ورقـه هـای گرافیـت از یکـدیگر کمتـر باشـد، بازگشـت سـریع تـر انجـام مـی گیـرد. بـرای سـختی یکسـان ، قطعـات کـوئنج شـده در مقایسـه بـا قطعـات نرمالـه شـده نیـاز بـه درجـه حـرارت بازگشـت کمتـری دارنـد.
-آستمپرینگ
در مواردی که شرایط ایجاب کند ، از عملیات آسـتمپرینگ و یـا مارتمپرینـگ نیـز بـرای افـزایش سـختی و اسـتحکام کشـش چـدن هـای خاکستری می توان استفاده کرد. در این عملیات درجه حرارت آستنیته کردن و زمان نگهداری در آن دما، مشابه با درجـه حـرارت و زمـان لازم در عملیات سخت کردن می باشد (درجه حرارت بین ٧۶٠تا ٩٠٠درجه سانتیگراد وزمـان در حـدود ٢٠دقیقـه بـرای هـر ٢۵میلیمیتـر ضخامت).
در عملیات آستمپرینگ، قطعات چدن خاکستری را پس از آستنیته کردن، معمولاً در حمام نمک مذاب، روغن داغ و با سرب مذاب با درجه حرارتی در حدود ٢٣٠تا ۴٢۵درجه سانتیگراد (۴۵٠تا ٨٠٠درجه فارنهایت) کوئنچ می کنند . در مواردی که عمدتا سختی زیاد و مقاومت به سایش مورد نظر باشد، درجه حرارت حمام را در حدود ٢٣٠تا ٢٩٠درجه سانتیگراد (۴۵٠تا ۵۵٠درجه فارنهایت) انتخاب می کنند.
زمان لازم برای نگهداری در درجه حرارت استحاله ایزوترمال بستگی به درجه حرارت حمام و ترکیب شیمیائی چدن دارد. اثر اندازه دانه های آستنیت بر روی زمان نگهداری معمولاً ناچیز می باشد. عناصر آلیاژی نظیر نیکل، کرم و مولیبدن،زمان لازم برای نگهداری در حمام را افزایش می دهند. از جمله پارامترهای محدود کننده کاربرد آستمپرینگ در رابطه با عملیات حرارتی چدنهای خاکستری، ضخامت قطعه و شکل آن می باشد.
-مارتمپرینگ
از عملیات حرارتی مارتمپرینگ به منظور حصول ساختمان مارتنزیتی عاری از تنشهای زیاد استفاده می شود.
عملیات مارتمپرینگ شامل حرارت دادن قطعه در درجه حرارتی در محدوده حرارتی سخت کردن، کوئنچ کردن در حمـام نمـک مـذاب، روغن و یا سرب مذاب با درجه حرارتی بالاتر از درجه حرارت تشکیل مارتنزیـت ( ٢٠۵تـا ٢۶٠درجـه سـانتیگراد و یـا ۴٠٠تـا ۵٠٠درجـه فارنهایت، برای چدنهای غیرآلیاژی)، نگهداشتن برای مدت زمان کافی جهت هم دما شدن قطعه بـا حمـام و سـپس سـرد کـردن در هـوا یـا روغن تا درجه حرارت اتاق می باشد.
همانگونه که اشاره شد برای اطمینان از حذف یا به حداقل رساندن تنشـهای داخلـی در ایـن نـوع قطعـات و در نتیجـه جلـوگیری از انهـدام زودرس آنها، معمولاً پس از مارتمپرینگ قطعات را بازگشت می دهند.
زمان و درجه حرارت بازگشت باید توجه به سختی نهائی مورد نظر انتخاب شوند.بعلت سرعت کم انتقال حرارت در ضمن سرد کردن قطعـات در محـیط داغ (نمـک مـذاب، روغـن داغ ویـا سـرب مـذاب)، عملیات آستمپرینگ و مارتمپرینگ چدنها نیز محدود می شود به ضخامتهای کم از چدنهای غیر آلیاژی و یا ضخامتهای متوسط از چدنهای آلیاژی با سختی پذیری زیاد.
