المعالجة الحرارية هي عملية حاسمة في علم المعادن تُستخدم لتغيير الخواص الفيزيائية والميكانيكية للفولاذ، مما يجعله أكثر ملاءمة لتطبيقات محددة.طرق المعالجة الحرارية الأربعة الأساسية لتحسين خواص الفولاذ هي التلدين , التبريد , التلطيف و تصلب الحالة .وتنطوي كل طريقة على عمليات تسخين وتبريد محكومة لتحقيق الخصائص المرغوبة مثل زيادة الصلابة أو تحسين الليونة أو تعزيز المتانة أو تحسين مقاومة التآكل.وتُعد هذه المعالجات ضرورية لتحسين أداء الفولاذ في مختلف التطبيقات الصناعية، من البناء إلى تصنيع السيارات.
شرح النقاط الرئيسية:
-
التلدين
- الغرض:يُستخدم التلدين لتليين الفولاذ وتحسين ليونته وتقليل الضغوط الداخلية.يجعل المادة أسهل في التشغيل الآلي أو العمل بها.
- المعالجة:يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة محددة (أعلى من درجة حرارة إعادة التبلور ولكن أقل من درجة انصهاره)، ويتم الاحتفاظ به عند درجة الحرارة تلك لفترة ثم يتم تبريده ببطء في فرن.
- النتيجة:تعمل هذه العملية على تحسين بنية الحبيبات وتقليل الصلابة وتعزيز قابلية التشغيل الآلي.وغالباً ما تستخدم بعد الشغل على البارد أو اللحام لاستعادة الليونة.
-
التسقية
- الغرض:يُستخدم التسقية لزيادة صلابة وقوة الفولاذ عن طريق تبريده بسرعة.
- العملية:يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة عالية (عادةً ما تكون أعلى من درجة الحرارة الحرجة) ثم يتم غمره بسرعة في وسط تبريد مثل الماء أو الزيت أو الهواء.
- النتيجة:يؤدي هذا التبريد السريع إلى تكوين المارتينسيت، وهي بنية مجهرية صلبة وهشة.ومع ذلك، يمكن أن يؤدي التبريد وحده إلى جعل الفولاذ هشًا للغاية بالنسبة للعديد من التطبيقات، لذلك غالبًا ما يتبعه التقسية.
-
التقسية
- الغرض:يُستخدم التقسية لتقليل هشاشة الفولاذ المروي مع الحفاظ على صلابته وقوته.
- العملية:يتم إعادة تسخين الفولاذ المروي إلى درجة حرارة أقل من نقطته الحرجة (عادةً ما بين 150 درجة مئوية و650 درجة مئوية) ثم يتم تبريده بمعدل محكوم.
- النتيجة:تعمل هذه العملية على تقليل الضغوط الداخلية وتحسين المتانة وتعزيز الليونة دون التضحية بالصلابة بشكل كبير.وهي خطوة حاسمة بعد التبريد لتحقيق مزيج متوازن من القوة والصلابة.
-
تصلب الحالة
- الغرض:يتم استخدام تقسية الهيكل لإنشاء طبقة سطحية صلبة ومقاومة للتآكل مع الحفاظ على قلب أكثر ليونة وصلابة.
- العملية:يتم تسخين الفولاذ في بيئة غنية بالكربون (الكربنة) أو تعريضه للنيتروجين (النيترة) لإدخال الكربون أو النيتروجين في السطح.بعد ذلك، يتم إخماده لتقوية السطح.
- النتيجة:والنتيجة هي مكون فولاذي ذو سطح خارجي صلب ومتين وداخلية مرنة وممتصة للصدمات.هذه الطريقة مثالية للأجزاء المعرضة للتآكل الشديد، مثل التروس والمحامل.
هذه الطرق الأربعة للمعالجة الحرارية التلدين , التبريد , التلطيف و تصلب الحالة -أساسية لتخصيص خصائص الفولاذ لتطبيقات محددة.تعالج كل طريقة احتياجات مختلفة، سواء كانت تحسين قابلية التشغيل الآلي، أو زيادة الصلابة، أو تعزيز المتانة، أو إنشاء سطح مقاوم للتآكل.يعد فهم هذه العمليات أمرًا ضروريًا لاختيار المعالجة الصحيحة لتحقيق خصائص الأداء المطلوبة في مكونات الصلب.
جدول ملخص:
| الطريقة | الغرض | العملية | النتيجة |
|---|---|---|---|
| التلدين | تليين الفولاذ، وتحسين الليونة، وتقليل الإجهادات الداخلية | يتم تسخينه فوق درجة حرارة إعادة التبلور، ثم يتم تثبيته ثم تبريده ببطء | يصقل بنية الحبيبات ويقلل من الصلابة ويعزز قابلية التشغيل الآلي |
| التبريد | زيادة الصلابة والقوة | التسخين فوق درجة الحرارة الحرجة، ثم التبريد السريع في الماء أو الزيت أو الهواء | تشكيل المارتينسيت، مما يزيد من الصلابة ولكنه قد يسبب هشاشة |
| التقسية | الحد من الهشاشة مع الحفاظ على الصلابة والقوة | إعادة تسخينها إلى درجة حرارة أقل من درجة الحرارة الحرجة، ثم تبريدها بمعدل مضبوط | يقلل من الضغوط الداخلية ويحسن الصلابة ويعزز الليونة |
| تصلب الحالة | إنشاء سطح صلب مقاوم للتآكل مع قلب متين | يتم تسخينها في بيئة غنية بالكربون أو غنية بالنيتروجين، ثم يتم إخمادها | سطح خارجي صلب مع قلب مرن، مثالي للأجزاء عالية التآكل مثل التروس والمحامل |
هل تحتاج إلى مساعدة في اختيار المعالجة الحرارية المناسبة لمكوناتك الفولاذية؟ اتصل بخبرائنا اليوم !
