شرح عمليات المعالجة الحرارية للصلب
المعالجة الحرارية هي عملية تسخين المعدن ، وتثبيته عند درجة الحرارة نفسها ، ثم تبريده مرة أخرى. أثناء العملية ، سيخضع الجزء المعدني لتغييرات في خواصه الميكانيكية وذلك لأن ارتفاع درجة الحرارة يغير البنية المجهرية للمعدن وتلعب البنية المجهرية دورًا مهمًا في الخواص الميكانيكية للمادة وفي هذا المقال سنقوم بشرح عمليات المعالجة الحرارية للصلب والطرق الشائعة .
مراحل عملية المعالجة الحرارية
1.التسخين
تتغير البنية المجهرية للسبائك أثناء المعالجة الحرارية. حيث يتم التسخين بما يتماشى مع ملف تعريف حراري محدد.
قد توجد سبيكة في واحدة من ثلاث حالات مختلفة عند تسخينها. قد يكون إما:
- خليطًا ميكانيكيًا : يشبه المزيج الميكانيكي خليط الخرسانة حيث يربط الأسمنت الرمل والحصى معًا. لا يزال الرمل والحصى مرئيين كجزيئات منفصلة. مع السبائك المعدنية ، يتماسك الخليط الميكانيكي معًا بواسطة المعدن الأساسي.
- محلولًا صلبًا : يتم خلط جميع المكونات بشكل متجانس. هذا يعني أنه لا يمكن التعرف عليهم بشكل فردي حتى تحت المجهر.
- مزيجًا من كليهما
2.النقع
أثناء مرحلة التمسك أو النقع ، يتم الاحتفاظ بالمعدن في درجة الحرارة التي تم تحقيقها لمدة والمدة التي يتم الحفاظ عليها تعتمد على المتطلبات.
على سبيل المثال ، يتطلب تصلب الغلاف فقط تغييرات هيكلية على سطح المعدن من أجل زيادة صلابة السطح لا تحتاج لفترة طويلة في الحجز في حين تحتاج الطرق الأخرى التي لديها خصائص معينة اخرى فترة حجز أطول.
يعتمد وقت النقع أيضًا على نوع المادة وحجم الجزء. تحتاج الأجزاء الأكبر إلى مزيد من الوقت عندما تكون الخصائص الموحدة هي الهدف.
اقرأ أيضًا : أسس المعالجة الحرارية
3.التبريد
بعد اكتمال مرحلة النقع ، يجب تبريد المعدن بالطريقة المحددة. في هذه المرحلة أيضًا ، تحدث تغييرات هيكلية. قد يظل المحلول الصلب عند التبريد كما هو ، ويصبح خليطًا ميكانيكيًا كليًا أو جزئيًا ، اعتمادًا على عوامل مختلفة.
تتحكم الوسائط المختلفة مثل
- المحلول الملحي
- الماء
- الزيت
- الهواء القسري في معدل التبريد
يوثر تسلسل وسائط التبريد المذكورة أعلاه بترتيب تنازلي لمعدل التبريد الفعال حيث يمتص المحلول الملحي الحرارة بشكل أسرع من الهواء فهو الأبطأ.
من الممكن أيضًا استخدام الأفران في عملية التبريد. تسمح البيئة التي يتم التحكم فيها بالدقة العالية عندما يكون التبريد البطيء ضروريًا.
طرق المعالجة الحرارية الشائعة
هناك عدد غير قليل من تقنيات المعالجة الحرارية للاختيار من بينها. كل واحد منهم يجلب معه صفات معينة.
تشمل طرق المعالجة الحرارية الأكثر شيوعًا ما يلي:
- التلدين:في التلدين ، يسخن المعدن إلى ما بعد درجة الحرارة الحرجة العليا ثم يبرد بمعدل بطيء.
- التطبيع :هو عملية معالجة حرارية تستخدم لتخفيف الضغوط الداخلية الناتجة عن عمليات مثل اللحام أو الصب أو التبريد.
- التصلب: أكثر عمليات المعالجة الحرارية شيوعًا ، يتم استخدام التصلب لزيادة صلابة المعدن. في بعض الحالات ، قد يصلب السطح فقط.
- تصلب الترسيب : هي طريقة معالجة حرارية تستخدم في الغالب لزيادة قوة الخضوع للمعادن القابلة للطرق. تنتج هذه العملية جزيئات مشتتة بشكل موحد داخل بنية حبيبات المعدن مما يؤدي إلى تغييرات في الخصائص.
- تخفيف الاجهاد : يعتبر تخفيف الإجهاد شائعًا بشكل خاص لأجزاء الغلايات وزجاجات الهواء والمراكم وما إلى ذلك. تنقل هذه الطريقةالمعدن إلى درجة حرارة أقل بقليل من الحد الأدنى الحرج. عملية التبريد بطيئة وبالتالي موحدة.
- التلطيف : هي عملية تقليل الصلابة الزائدة ، وبالتالي التقصف ، التي تحدث أثناء عملية التصلب. يتم أيضًا تخفيف الضغوط الداخلية. يمكن أن يؤدي إجراء هذه العملية إلى جعل المعدن مناسبًا للعديد من التطبيقات التي تحتاج إلى مثل هذه الخصائص.
- الكربنة: في عملية المعالجة الحرارية هذه ، يتم تسخين المعدن في وجود مادة أخرى تطلق الكربون عند التحلل.
اقرأ أيضًا : عيوب المعالجة الحرارية
