أحد الأمثلة على عملية التقسية تتضمن تسخين سبيكة حديدية مسخنة أو مقواة إلى درجة حرارة أقل من نطاق التحول لتحقيق التغييرات المرغوبة في الخواص. تُعد هذه العملية ضرورية لتقليل الهشاشة وإزالة السلالات الداخلية الناتجة عن التبريد السريع أثناء التبريد.
الشرح التفصيلي:
-
الغرض من التقسية:
-
يُستخدم التقسية في المقام الأول لتعزيز صلابة وليونة المواد التي تم تقسيتها من خلال عمليات مثل التسقية. ينتج عن عملية التسقية بنية تُعرف باسم المارتينسيت، وهي بنية شديدة الصلابة ولكنها هشة أيضاً. يهدف التقسية إلى تحويل هذه البنية الهشة إلى بنية أكثر صلابة دون المساس بالصلابة بشكل كبير.
- تفاصيل العملية:التسخين:
- يتم تسخين المادة إلى درجة حرارة محددة، والتي عادة ما تكون أقل من نطاق التحول. وتختلف درجة الحرارة هذه حسب الخصائص النهائية المرغوبة للمادة. على سبيل المثال، يعد التقسية في نطاق 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية (300 درجة فهرنهايت إلى 400 درجة فهرنهايت) أمرًا شائعًا للتروس التي تحتاج إلى قوة عالية ومقاومة للتعب.التبريد:
-
بعد الوصول إلى درجة حرارة التقسية، يتم تبريد المادة. لا تكون عملية التبريد سريعة كما هو الحال في التبريد بالتبريد، مما يسمح بحدوث التغييرات الهيكلية بشكل تدريجي أكثر.
- تغييرات البنية المجهرية:تكوين التروستيت:
- عندما تتم إعادة تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة تتراوح بين 300 و750 درجة فهرنهايت (150 إلى 400 درجة مئوية)، يتم تشكيل بنية أكثر ليونة وصلابة تُعرف باسم التروستيت. هذا التركيب أقل هشاشة من المارتينسيت ولكنه يحافظ على مستوى كبير من الصلابة.تكوّن السوربايت:
-
إذا أُعيد تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة تتراوح بين 750 و1290 درجة فهرنهايت (400 إلى 700 درجة مئوية)، يتكوّن هيكل يُعرف باسم السوربايت. ويتميز السوربايت بقوة أقل من التروستايت ولكن ليونة أكبر بكثير، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تكون فيها الصلابة أمرًا بالغ الأهمية.
- التطبيقات والاختلافات:التقسية المزدوجة:
- في بعض الأحيان، تخضع التروس لعملية تقسية مزدوجة لضمان اكتمال تفاعل التقسية وتعزيز استقرار البنية المجهرية الناتجة. تساعد هذه الخطوة الإضافية في تحقيق خصائص ميكانيكية أكثر اتساقاً وموثوقية.التقسية بالتفريغ:
تُستخدم هذه الطريقة في تقسية الفولاذ عالي السرعة وسبائك الفولاذ لإنتاج تشطيب خالي من القشور. أفران التقسية بالتفريغ متعددة الاستخدامات ويمكن استخدامها أيضًا في التقسية الساطعة والتقادم والتلدين.الخاتمة:
