مراحل المعالجة الحرارية للصلب

المعالجة الحرارية للصلب هي مزيج من مراحل تسخين وتثبيت وتبريد السبائك المعدنية الصلبة. نتيجة لذلك ، تحدث تغييرات في الهيكل الداخلي والخارجي في المعدن ، مما يؤدي بدوره إلى الحصول على خصائص معينة للصلب. يتم قياس صلابة المعدن بعد المعالجة الحرارية على مقياس روكويل ،وفي مقالتنا سنتحدث عن “مراحل المعالجة الحرارية للصلب”.

تتضمن عملية المعالجة الحرارية للصلب التسخين إلى درجة الحرارة المطلوبة بمعدل معين ، والاحتفاظ بهذه الحرارة للوقت المطلوب والتبريد بمعدل معين. في إطار هذه العمليات تكون هذه المراحل مثل: التلدين ، والتطبيع ، والتصلب ، والتلطيف ، والمعالجة الباردة. 

1. التلدين

• يستخدم التلدين للفراغات المصنوعة من الكربون وسبائك الصلب لتقليل الصلابة أو تقليل الضغط الداخلي. 
• يُعد التلدين أيضًا الهيكل للمعالجة الحرارية اللاحقة وتحسين عدم التجانس من الناحية التقنية ، التلدين هو تبريد بطيء لقطعة الصلب الساخنة. 
• يمكن أيضًا استخدام ما يسمى بالتلدين متساوي الحرارة عند 760 درجة مئوية مع تبريد سريع إلى 635 درجة مئوية ، مع الاحتفاظ بقطعة الصلب عند درجة الحرارة هذه لمدة 4-6 ساعات ويمكن أيضًا استخدام مزيد من التبريد في الهواء.

2. التطبيع

يختلف التطبيع عن التلدين الكامل بواسطة طريقة التبريد ، والتي ، بعد تثبيت قطعة العمل في درجة حرارة العملية ، يتم إجراؤها في الهواء. في هذه الحالة ، يتغير هيكل الفولاذ ، فإنه يكتسب صلابة أعلى وبنية دقيقة الحبيبات أكثر من الهيكل الصلب. 

تطبيع الفولاذ هو التسخين لدرجة حرارة 50 درجة مئوية فوق نقطة اكتمال يتحول السمنتيت الزائد إلى الأوستينيت. يستمر التسخين حتى تتم إعادة التبلور. يتم التبريد في الهواء ، غالبًا في مكان المعالجة الحرارية فقط. نتيجة لذلك ، يكتسب الفولاذ بنية متجانسة دقيقة الحبيبات. تزداد خصائص صلابة وقوة الفولاذ بعد التطبيع بنسبة 10-15٪ عن بعد التلدين. 

اقرأ ايضا : أسس المعالجة الحرارية

3. تصلب الصلب

التصلب هو تبريد قسري للفولاذ الساخن ، هذه مرحلة من المعالجة الحرارية ، والتي تتمثل في تسخين الفولاذ فوق درجة الحرارة الحرجة ، ثم التبريد الحاد في وسط سائل. ستكون درجة الحرارة الحرجة في هذه الحالة هي درجة الحرارة التي يحدث عندها تغيير في نوع الشبكة البلورية ، أي سيحدث تحول متعدد الأشكال من الناحية التقنية

إنه يقلل من بنية الحبيبات ويزيد من الصلابة والقوة ومقاومة التآكل. تتكون عملية التسقية من تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أعلى أو في نطاق التحولات ، والاحتفاظ عند درجة الحرارة هذه ثم التبريد ، عادةً بمعدل مرتفع (في المحاليل المائية من هيدروكسيد الصوديوم أو أملاح كلوريد الصوديوم في الماء ، والزيت ، والأملاح المنصهرة ، في هواء). أثناء عملية التصلب ، يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة عالية تتراوح من 750 إلى 1150 درجة مئوية ، يتبعها تبريد حاد

4. التلطيف

•  يتم تلطيف الفولاذ عالي الكربون في الماء ، مع تبريد سريع إلى حد ما. إذا تأخر ، يمكن أن يؤدي إلى “نقص في الطهي” ، ولن يكتسب الفولاذ خصائص القوة المطلوبة. يتم تقسية الفولاذ المقاوم للصدأ المخلوط بالزيت ، حيث تكون عملية التبريد أبطأ. يشمل هذا الفولاذ ، على وجه الخصوص ، المساحيق الحديثة S30V ، S35VN ، Elmax ، إلخ. 

• في أغلب الأحيان ، يحدث تلطيف مثل هذا الفولاذ عند درجات حرارة تتراوح من 175 إلى 220 درجة. يعد استخدام الزيت في هذه الحالة أمرًا إلزاميًا ، لأنه مع زيادة معدل التبريد ، قد تتكسر سبائك الفولاذ وتصبح غير قابلة للاستخدام. كما يلعب نوع الزيت دورًا مهمًا في التبريد ، لا سيما درجة كثافته وسيولته. بالنسبة لبعض درجات الفولاذ عالي السبائك ، يتم استخدام التبريد بنفث الهواء بدلاً من الزيت بعد التسخين المسبق إلى 1050-1100 درجة مئوية.

5. العلاج الحراري بالتبريد

• في كثير من الأحيان تكون المعالجة المبردة هي المرحلة الأخيرة من المعالجة الحرارية . 
• المعالجة بالتبريد هي عملية معالجة القطع المعدنية في درجات حرارة منخفضة للغاية (أقل من -153 درجة مئوية (-243.4 درجة فهرنهايت)). 
• يتم إنتاجه من أجل تخفيف الضغوط المتبقية وزيادة مقاومة التآكل للأجزاء.

اقرأ أيضًا : فوائد الهيدروجين الأخضر

المصادر

• tsprof
• Image by Brennan Emerson from Pixabay