تؤثر المعالجة الحرارية بشكل كبير على الخواص الميكانيكية للمعادن من خلال تغيير بنيتها المجهرية، والتي تؤثر بدورها على صلابتها وقوتها وصلابتها وليونتها ومرونتها. ويتحقق ذلك من خلال آليتين أساسيتين: تكوين المارتنسيت وانتشار العناصر داخل السبيكة.
الملخص:
تعالج المعالجة الحرارية الخواص الميكانيكية للمعادن عن طريق تغيير بنيتها المجهرية. ويتم ذلك في المقام الأول من خلال تكوين المارتينسيت الذي يشوه البلورات في جوهرها، ومن خلال الانتشار الذي يغير تجانس السبيكة. يمكن أن تؤدي هذه العمليات إلى تصلب المعدن أو تليينه، وتحسين مقاومة التآكل، وتعزيز الخواص الميكانيكية الأخرى.
-
الشرح التفصيلي:تكوين المارتينسيت:
-
أثناء المعالجة الحرارية، خاصةً في عمليات مثل التبريد، يمكن أن يؤدي التبريد السريع للمعدن إلى تكوين المارتينسيت. المارتينسيت هو بنية صلبة وهشة تتشكل عندما يتم تبريد المعدن بسرعة كافية لمنع التحول الطبيعي القائم على الانتشار الذي قد يحدث بخلاف ذلك. يحبس هذا التبريد السريع البنية البلورية ذات درجة الحرارة العالية، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في الصلابة والقوة. ومع ذلك، يميل هذا أيضًا إلى تقليل الليونة والمتانة، مما يجعل المادة أكثر هشاشة.
-
آلية الانتشار:
-
يمكن أن تعزز المعالجة الحرارية أيضًا انتشار العناصر داخل السبيكة. في درجات الحرارة المرتفعة، تكتسب الذرات طاقة كافية للتحرك بحرية أكبر داخل البنية الشبكية للمعدن. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى تجانس السبيكة، حيث تتوزع العناصر المختلفة بشكل متساوٍ. يمكن لهذه العملية أن تغيّر الخواص الميكانيكية للمعدن، مثل الصلابة والليونة، اعتمادًا على تركيبة السبيكة المحددة ومعلمات المعالجة (درجة الحرارة والمدة).تحسين الخواص الميكانيكية:
-
تُستخدم عمليات المعالجة الحرارية مثل التلدين والتبريد والتلطيف لتحسين خواص معينة. على سبيل المثال، يتضمن التلدين تسخين المعدن ثم تركه يبرد ببطء، مما يقلل من الصلابة ويزيد من الليونة والمتانة. ويفيد ذلك في جعل المعدن أكثر قابلية للتشغيل لمزيد من المعالجة مثل التشغيل الآلي أو التشكيل. ومن ناحية أخرى، يعمل التبريد على تبريد المعدن بسرعة لتبريد المعدن لتقويته، بينما يعمل التبريد على تسخين المعدن المروي إلى درجة حرارة أقل لتقليل الهشاشة وتحسين الصلابة.
مقاومة التآكل والمتانة:
