شرح 7 أنواع من التلدين

هل تساءلت يومًا كيف تحصل الأجزاء المعدنية على الخصائص المطلوبة؟ إن عملية التلدين، وهي عملية معالجة حرارية حاسمة، تحمل المفتاح. في هذه المقالة الآسرة، سنغوص في عالم التلدين، ونستكشف تقنياته وتطبيقاته المختلفة. انضم إلينا بينما نكشف عن الأسرار الكامنة وراء هذه العملية الرائعة التي تحوّل بنية المعادن ذاتها، وتطلق العنان لإمكاناتها الحقيقية.

ما هو التلدين و7 أنواع من عملية التلدين

جدول المحتويات

ما هو التلدين؟

التلدين هو عملية معالجة حرارية للمعادن تعزز خصائص المادة عن طريق تسخين المعدن ببطء إلى درجة حرارة معينة، والحفاظ عليها لمدة كافية، ثم تبريدها بمعدل مناسب. واعتمادًا على الهدف وخصائص المادة، يمكن تصنيف تقنيات التلدين إلى أنواع مختلفة.

الغرض من التلدين هو تحويل البيرلايت في الفولاذ بعد تسخينه إلى درجة حرارة التصلب.

بعد عملية التلدين، تكون بنية المادة قريبة من أن تكون في حالة توازن.

ما هو التلدين

تشمل أنواع التلدين الشائعة ما يلي:

نوع التلدينالوصفالتطبيقات
التلدين الكامليُستخدم بشكل أساسي في الفولاذ منخفض التكتيت، مثل الفولاذ الكربوني المتوسط وسبائك الفولاذ الإنشائي منخفض إلى متوسط الكربون المطروقات والمسبوكات والمقاطع المدرفلة على الساخن. الغرض من التلدين الكامل هو صقل الهيكل وتقليل الصلابة.- فولاذ متوسط الكربون
- مطروقات الفولاذ الهيكلي المصنوعة من سبائك الكربون المنخفضة إلى المتوسطة
- المسبوكات
- المقاطع المدرفلة على الساخن
التلدين غير المكتملمناسب للمطروقات والأجزاء المدرفلة من الفولاذ الكربوني المتوسط إلى العالي الكربون وسبائك الفولاذ المنخفضة السبائك. درجة صقل الهيكل أقل من درجة التلدين الكامل.- المطروقات الفولاذية المتوسطة إلى العالية الكربون والأجزاء المدرفلة
- مطروقات الفولاذ منخفض السبائك والأجزاء المدرفلة
التلدين المتساوي الحرارةمناسبة للحالات التي يكون فيها من الضروري الاحتفاظ بها عند درجة حرارة محددة لفترة من الوقت لتحقيق التأثير المطلوب.- تطبيقات محددة تتطلب الثبات عند درجة حرارة معينة
التلدين الكروييُستخدم بشكل أساسي لتحسين قابلية التشغيل الآلي وإطالة عمر خدمة الفولاذ، وهو مناسب لتحمل الفولاذ، إلخ.- محمل الصلب
- تحسين قابلية التشغيل الآلي وعمر الخدمة
التلدين لتخفيف الإجهاديُستخدم لإزالة الإجهادات الداخلية بعد التشوه البارد مع الاحتفاظ بتأثير التصلب الناتج عن الشغل على البارد.- التخلص من الإجهادات الداخلية بعد التشوه البارد
- الاحتفاظ بتأثير تصلب العمل البارد
التلدين بالانتشاريستخدم لمجانسة التركيب الكيميائي لمسبوكات السبائك وتحسين أدائها.- مجانسة التركيب الكيميائي لمسبوكات السبائك
- تحسين الأداء
التلدين بالليزر، التلدين التقليدي بالفرن، إلخ.هذه هي طرق التلدين الأكثر حداثة أو طرق التلدين التطبيقية المحددة المستخدمة لتقليل الصلابة وتحسين قابلية التشغيل الآلي وإزالة الضغوط المتبقية وتثبيت الأبعاد وتقليل ميول التشوه والتشقق وصقل الحبيبات وضبط البنية وإزالة العيوب الهيكلية.- تقليل الصلابة
- تحسين قابلية التشغيل الآلي
- التخلص من الضغوطات المتبقية
- أبعاد التثبيت
- الحد من ميول التشوه والتشقق
- تكرير الحبوب
- ضبط الهيكلية
- القضاء على العيوب الهيكلية
التلدين بالحث والتلامس بالفرشاة الكهربائية لنقل التلدين بالتيار الكبيرهذه هي الطرق التي تستخدم مبادئ الحث الكهرومغناطيسي أو نقل فرشاة كهربائية تلامسية لتيارات كبيرة لتحقيق أغراض التلدين.- التطبيقات المحددة التي تتطلب الحث أو التلدين بالتيار الكبير
التلدين الحراري، التلدين البصري، التلدين بالحزمة الإلكترونية، التلدين بالليزر، إلخ.هذه هي عمليات التلدين الشائعة الاستخدام لمواد أشباه الموصلات، ومن بينها التلدين الحراري الأكثر استخدامًا.- مواد أشباه الموصلات

أنواع عملية التلدين

أنواع عملية التلدين

1. التلدين الكامل

العملية:

تسخين الفولاذ فوق Ac3 بمقدار 20 إلى 30 درجة مئوية، والحفاظ على درجة الحرارة لفترة زمنية محددة، ثم تبريده ببطء (مع الفرن) لتحقيق حالة قريبة من التوازن في عملية المعالجة الحرارية (الأوستنة الكاملة).

يُستخدم التلدين الكامل بشكل أساسي في الفولاذ شبه السائلي (محتوى الكربون من 0.3 إلى 0.6%) مثل الفولاذ الكربوني المتوسط، ومسبوكات سبائك الصلب منخفضة إلى متوسطة الكربون، والمطروقات، والمقاطع المدرفلة على الساخن، وأحيانًا للحاماتها.

يتميز الفولاذ منخفض الكربون بصلابة منخفضة وغير مناسب للتشغيل الآلي.

عندما يتم تسخين الفولاذ فائق التكتيل فوق Accm إلى الحالة الأوستنيتيّة وتصلبه من خلال التبريد البطيء، يترسب Fe3CⅡ في نمط شبكي على طول حدود الحبيبات مما يقلل بشكل كبير من قوة الفولاذ وصلابته وليونته وصلابته، مما يشكل خطرًا محتملًا على المعالجة الحرارية النهائية.

الهدف:

لتحقيق حجم حبيبات دقيق، وبنية موحدة، والتخلص من الإجهاد الداخلي، وتقليل الصلابة، وتحسين قابلية تشغيل الفولاذ آليًا.

يكون التركيب بعد التلدين الكامل للصلب ناقص التكامل هو F + P.

من أجل زيادة الكفاءة في الإنتاج الفعلي، تتم إزالة الأجزاء من الفرن لتبريدها بالهواء عندما تنخفض درجة حرارة التلدين إلى حوالي 500 درجة مئوية.

2. التلدين المتساوي الحرارة

يمكن أن يستغرق التلدين الكامل وقتًا طويلاً، خاصةً عند التعامل مع الفولاذ الأوستنيتي عالي الثبات.

إذا تم تبريد الفولاذ الأوستنيتي إلى درجة حرارة أقل بقليل من Ar1، مما يؤدي إلى التحول من الأوستينيت إلى البيرلايت، متبوعًا بالتبريد إلى درجة حرارة الغرفة، يمكن أن يقلل بشكل كبير من وقت التلدين.

تسمى طريقة التلدين هذه بالتلدين المتساوي الحرارة.

العملية:

تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أعلى من Ac3 (أو Ac1). بعد فترة محددة من المعالجة الحرارية، يمكن تبريده إلى درجة حرارة محددة ضمن نطاق البرليت، مما يتسبب في تحول البنية الأوستنيتية إلى برليت، ثم تبريده إلى درجة حرارة الغرفة.

الهدف:

على غرار التلدين الكامل، مع سهولة التحكم في عملية التحويل.

مناسب للفولاذ ذي الهيكل الأوستنيتي الأكثر ثباتًا: الفولاذ عالي الكربون (محتوى الكربون أكبر من 0.6%)، وسبائك الفولاذ ذات البنية الأوستنيتي الأكثر ثباتًا: الفولاذ عالي السبائك (مع أكثر من 10% عناصر السبائك).

يمكن أن يساعد التلدين المتساوي الحرارة أيضًا في تحقيق تنظيم وأداء موحد.

ومع ذلك، فهي ليست مناسبة للأجزاء الفولاذية ذات المقاطع الكبيرة أو مواد أفران الدُفعات الكبيرة لأنه من الصعب الحفاظ على درجة الحرارة المتساوية في جميع أنحاء قطع العمل الداخلية أو الدُفعات.

3. التلدين غير الكامل

تنطوي عملية التلدين بالتكوير على تسخين الصلب إلى درجة حرارة تتراوح بين Ac1 و Ac3 (للصلب ناقص الانصهار) أو بين Ac1 و Accm (للصلب ناقص الانصهار).

بعد تثبيت الفولاذ في درجة الحرارة المناسبة لفترة زمنية محددة، يتم تبريده ببطء لإكمال عملية المعالجة الحرارية.

تُستخدم هذه الطريقة في التلدين بشكل أساسي في الفولاذ فائق الانصهار لتحقيق بنية كروية من اللؤلؤ، من أجل تقليل الإجهاد الداخلي، وخفض الصلابة، وتحسين قابلية التشغيل الآلي. وتعتبر نوعًا من التلدين غير الكامل.

4. التلدين التكويري

عملية معالجة حرارية لكروية الكربيدات في الفولاذ للحصول على البرليت الحبيبي.

العملية:

يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أعلى من Ac1 بمقدار 20-30 درجة مئوية مع فترة تثبيت تتراوح بين 2-4 ساعات. يتم التبريد عادةً بطريقة الفرن أو متساوي الحرارة عند درجة حرارة أقل قليلاً من Ar1 لفترة طويلة.

تُستخدم هذه العملية بشكل أساسي في الفولاذ سهل الانصهار والفولاذ فائق الانصهار مثل فولاذ الأدوات الكربوني وسبائك الفولاذ، و تحمل الصلب.

بعد الدرفلة أو التشكيل، يشكّل الفولاذ فائق التكثيف الصلب بيرلايت صفائحي وأسمنتيت شبكي وهو صلب وهشّ، مما يجعل من الصعب قطعه وعرضة للتشوهات والتشققات أثناء عملية التبريد.

يُشكّل التلدين الكروي الشكل البرليت الكروي الذي تظهر فيه الكربيدات كجسيمات كروية منتشرة في مصفوفة الفريت. هذه البنية منخفضة الصلابة وأسهل في التشغيل الآلي.

بالإضافة إلى ذلك، فإن الأوستينيت تكون الحبوب أقل عرضة للخشونة أثناء التسخين وأقل ميلًا للتشوه والتشقق أثناء التبريد.

من المهم تطبيع الفولاذ سهل الانصهار قبل التلدين بالكروية إذا كان يحتوي على أسمنتيت شبكي لضمان نجاح عملية التلدين بالكروية.

الهدف:

إن الهدف من التلدين الكروي هو تقليل الصلابة وتحسين اتساق الهيكل وتحسين قابلية التشغيل الآلي استعدادًا للتبريد.

هناك ثلاث طرق رئيسية للتلدين الكروي:

أ) عملية التلدين الكروي بخطوة واحدة:

يتم تسخين الفولاذ إلى أكثر من 20 إلى 30 درجة مئوية فوق Ac1 ويتم الاحتفاظ به للوقت المناسب، ثم يتم تبريده ببطء في الفرن. وتتطلب هذه العملية أن يكون النسيج الأصلي من البرليت المصفح بدقة دون أي شبكات كربنة.

ب) عملية التلدين الكروي المتساوي الحرارة:

يتم تسخين الفولاذ وعزله، ثم يتم تبريده إلى درجة حرارة أقل بقليل من Ar1 ويتم تثبيته بشكل متساوي الحرارة (عادةً 10 ~ 30 ℃ تحت Ar1) قبل تبريده ببطء في الفرن إلى حوالي 500 ℃، ثم يتم إخراجه للتبريد بالهواء. تتميز هذه الطريقة بمزايا قصر المدة الزمنية وتوحيد الكروية وسهولة التحكم في الجودة.

C) عملية التلدين بالكروية الترددية.

5. التلدين بالانتشار (التلدين المنتظم)

العملية:

يتم تسخين السبائك أو المسبوكات أو قضبان التشكيل إلى درجة حرارة أقل قليلاً من خط الطور الصلب لفترة طويلة من الزمن، ثم يتم تبريدها ببطء للتخلص من التفاوت في التركيب الكيميائي.

الهدف:

للقضاء على الفصل التشجيري والفصل الإقليمي الذي يحدث أثناء عملية التصلب، مما يؤدي إلى تجانس التركيب والبنية.

يتم إجراء التلدين بالانتشار عند درجات حرارة عالية جدًا، عادةً ما تكون 100-200 درجة مئوية فوق Ac3 أو Accm، مع درجة حرارة دقيقة تعتمد على شدة الفصل و نوع الفولاذ. تتراوح مدة الانتظار عادةً من 10 إلى 15 ساعة.

بعد عملية التلدين بالانتشار، يجب أن تخضع المادة لعملية تلدين وتطبيع كاملة لتحسين بنيتها. يتم تطبيق هذه العملية على سبائك الصلب ومسبوكات سبائك الصلب والسبائك المصنوعة من سبائك الصلب التي تعاني من مشاكل خطيرة في الفصل.

6. التلدين المخفف للإجهاد

العملية:

قم بتسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أقل من Ac1 (عادةً من 500 إلى 650 درجة مئوية)، وثبتها عند درجة الحرارة هذه، ثم قم بتبريدها في الفرن.

تكون درجة حرارة التلدين الإجهادي أقل من A1، لذلك لا تسبب أي تغييرات في البنية المجهرية للصلب.

الهدف:

للتخلص من الإجهاد الداخلي المتبقي.

7. التلدين بإعادة التبلور

التلدين بإعادة التبلور، والمعروف أيضًا باسم التلدين الوسيط، هو عملية معالجة حرارية تطبق على المعادن التي تعرضت لتشوه بلاستيكي بارد.

والهدف من هذه العملية هو تغيير حبيبات التشوه إلى حبيبات محورية موحدة ومتساوية، مما يزيل تصلب العملية و الإجهاد المتبقي.

ولكي تحدث عملية إعادة التبلور، يجب أن يخضع المعدن أولاً لقدر معين من التشوه البلاستيكي البارد، ثم يجب تسخينه فوق درجة حرارة معينة تعرف بأدنى درجة حرارة لإعادة التبلور.

فيما يلي أقل درجة حرارة لإعادة التبلور للمواد المعدنية العامة.

Tإعادة التبلور = 0.4Tالمنصهر

يجب تسخين درجة حرارة التلدين لإعادة التبلور إلى درجة حرارة أعلى من 100 إلى 200 درجة حرارة أعلى من الحد الأدنى لدرجة حرارة إعادة التبلور (بالنسبة للصلب، تكون درجة حرارة إعادة التبلور الدنيا 450 درجة مئوية تقريبًا).

يجب أن يتبع عملية التلدين حفظ الحرارة المناسبة وعملية تبريد بطيئة.

كيف تختار طريقة التلدين؟

اختيار التلدين

فيما يلي مبادئ اختيار طريقة التلدين:

  1. في حالة الهياكل الفولاذية ناقصة التكتيل يتم اختيار التلدين الكامل بشكل عام. إذا كان الهدف هو تقصير زمن التلدين، يمكن استخدام التلدين المتساوي الحرارة.
  2. عادةً ما يستخدم التلدين بالكروية للصلب فائق الانصهار. إذا لم تكن المتطلبات عالية، يمكنك اختيار عدم استخدام التلدين الكامل. وغالباً ما يستخدم فولاذ الأدوات والفولاذ الحامل التلدين بالتلدين الكروي. في بعض الحالات، يُستخدم التلدين بالكروية أيضًا في الأجزاء الباردة المبثوقة أو المضطربة على البارد من الفولاذ منخفض أو متوسط الكربون.
  3. للتخلص من تصلب العملية، يمكن استخدام التلدين بإعادة التبلور.
  4. للتخلص من الإجهاد الداخلي الناجم عن المعالجة المختلفة، يمكن استخدام التلدين الإجهادي.
  5. لتحسين عدم تجانس الهيكل والتركيب الكيميائي لسبائك الصلب عالية الجودة، غالبًا ما يتم استخدام التلدين بالانتشار.

الغرض من التلدين

(1) لتقليل صلابة الفولاذوزيادة مرونته، وجعل المعالجة الآلية ومعالجة التشوه البارد أسهل;

(2) لتوزيع التركيب الكيميائي للصلب وهيكله بشكل موحد، وتنقية حجم الحبيبات وتحسين أدائه أو إعداده للتبريد;

(3) للقضاء على الإجهاد الداخلي وعكس تأثير التصلب الناتج عن المعالجة، وبالتالي تجنب التشوه والتشقق.

يستخدم كل من التلدين والتطبيع بشكل أساسي كخطوة تحضيرية للمعالجة الحرارية.

بالنسبة للأجزاء ذات الإجهاد المنخفض ومتطلبات الأداء المنخفضة، يمكن أيضًا استخدام التلدين والتطبيع كمعالجة حرارية نهائية.

فرن التلدين

أنواع مواد التلدين

عند مناقشة عملية التلدين، من الضروري استكشاف المواد التي يمكن تلدينها، سواء كانت فلزات أو غير فلزات. سيركز هذا القسم على المواد المختلفة التي يتم تلدينها عادةً.

المعادن والسبائك

يلعب التلدين دورًا مهمًا في معالجة مختلف المعادن و السبائك. تشمل بعض المعادن الملدنة المستخدمة على نطاق واسع ما يلي:

  • الفولاذ: يعتبر التلدين أمرًا بالغ الأهمية لأنواع مختلفة من الفولاذ، مثل الفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض الكربون وفولاذ الأدوات. يمكن لهذه العملية أن تزيد من ليونة الفولاذ وتسهل عملية التشكيل والتشغيل الآلي.
  • النحاس: يساعد تلدين النحاس على تعزيز ليونة النحاس وتخفيف الضغوط الداخلية. وهذا يسمح بتشكيله بشكل أكثر فعالية ويقلل من خطر حدوث تشققات أثناء الثني.
  • نحاس: على غرار النحاس، يعمل تلدين النحاس الأصفر على تعزيز ليونة النحاس وقابليته للتشغيل، وهو أمر ضروري لعمليات التصنيع مثل التشكيل والتشغيل الآلي.
  • ألومنيوم: يتم تلدين هذا المعدن خفيف الوزن ومتعدد الاستخدامات لتحسين قابليته للتشكيل بشكل عام وخلق خصائص أكثر اتساقًا في جميع أنحاء المادة.
  • الفضة: يُعد التلدين خطوة حاسمة في عملية صناعة المجوهرات بالنسبة للفضة، حيث يعمل على تليين المعدن وتسهيل التعامل معه.
  • حديد مصبوب: تلدين الحديد الزهر يستعيد ليونته، مما يجعله أقل هشاشة وأكثر ملاءمة للتطبيقات التي تحتاج إلى تشكيله أو تشكيله آليًا.
  • المعادن الحديدية: التلدين مفيد للمعادن الحديدية مثل الصلب والحديد، حيث يساعد على تعزيز قابليتها للتشغيل الآلي وتحسين خواصها الميكانيكية.

إحدى الطرق الشائعة الاستخدام لتلدين هذه المواد هي استخدام أفران قاع السيارةالتي توفر تسخينًا منتظمًا وتبريدًا بطيئًا ضروريًا لعملية التلدين.

غير المعادن

التلدين مناسب أيضًا لمختلف المواد غير المعدنية، مثل:

  • زجاج: يتضمن تلدين الزجاج تسخينه إلى درجة حرارة محددة ثم تبريده تدريجيًا. تخفف هذه العملية الخاضعة للتحكم من الضغوط الداخلية الناتجة أثناء عملية تشكيل الزجاج.
  • الكربون: يساعد تلدين المواد الكربونية، مثل الماس والجرافيت، على تعديل خواصها لتناسب تطبيقات محددة بشكل أفضل. ويمكن أن يشمل ذلك تعديلات مثل تحسين توصيلها الكهربائي أو تعديل بنيتها.

في الختام، يعتبر التلدين عملية حيوية لمجموعة واسعة من المواد، بما في ذلك المعادن وغير المعادن. من خلال فهم أهمية التلدين في المواد المختلفة، يمكننا تقدير الدور الذي تلعبه في مختلف الصناعات بشكل أفضل.

تصنيف طرق التلدين

وفقًا لدرجة الحرارة المستخدمة أثناء التسخين، يتم تصنيف طرق التلدين الشائعة الاستخدام إلى:

التلدين بإعادة التبلور المتغير الطوري فوق درجة الحرارة الحرجة (Ac1 أو Ac3):

  • التلدين الكامل
  • التلدين بالانتشار
  • التلدين غير الكامل
  • التلدين التكويري

التلدين تحت درجة الحرارة الحرجة (Ac1 أو Ac3):

  • التلدين بإعادة التبلور
  • التلدين بالإجهاد

ما هي الاختلافات المحددة وسيناريوهات التطبيق بين التلدين الكامل والتلدين غير الكامل أثناء عملية التلدين؟

التلدين الكامل والتلدين غير الكامل هما عمليتان مختلفتان للمعالجة الحرارية، تختلفان في درجات حرارة التسخين، والتحولات الهيكلية، وتأثيرات صقل الحبيبات وسيناريوهات التطبيق.

أولاً، من حيث درجة حرارة التسخين، عادةً ما يؤدي التلدين الكامل إلى تسخين المادة فوق درجة الحرارة الحرجة (Ac1 أو Ac3) لتعزيز تغير الطور وإعادة التبلور، بينما يتضمن التلدين غير الكامل تسخينًا في منطقة الطورين، مما يمنع إعادة التبلور الكامل. وهذا يعني أن التلدين الكامل يمكن أن يصقل حبيبات المادة إلى حد ما، ولكن بسبب قيود درجة الحرارة، فإن تأثير التلدين غير الكامل في صقل الحبيبات ليس جيدًا مثل تأثير التلدين الكامل.

ثانيًا، من حيث التحويل الهيكلي، يمكن أن يحقق التلدين الكامل بنية قريبة من التوازن، ويستخدم بشكل أساسي للصلب الكربوني المتوسط، وما إلى ذلك، بهدف تنقية الحبوب، وتجانس الهياكل، والقضاء على الإجهاد الداخلي، وتقليل الصلابة، وما إلى ذلك. في المقابل، يُستخدم التلدين غير الكامل في المقام الأول للصلب ناقص الإيكتويد للحصول على هيكل كروي من اللؤلؤ، وتحقيق هيكل شبه متوازن من خلال التبريد البطيء.

فيما يتعلق بتأثيرات صقل الحبوب، نظرًا لانخفاض درجة حرارة التسخين في التلدين غير الكامل، لا يمكن أن يتغير شكل الفريت وحجمه وتوزيعه، ولا يكون تأثير صقل الحبوب جيدًا مثل التلدين الكامل.

وأخيرًا، فيما يتعلق بسيناريوهات التطبيق، فإن التلدين الكامل مناسب للحالات التي تتطلب صقل الحبيبات وتجانس البنية والتخلص من الإجهاد الداخلي وتقليل الصلابة، مثل الفولاذ متوسط الكربون. من ناحية أخرى، يُستخدم التلدين غير الكامل بشكل أساسي في الفولاذ ناقص التكتيل الفولاذ، خاصةً عندما لا تكون الحبيبات خشنة، ويمكن الحصول على هياكل كروية من اللؤلؤ من خلال التلدين غير الكامل.

ما هي تأثيرات وقيود التلدين المتساوي الحرارة على المواد المختلفة؟

التلدين المتساوي الحرارة هو عملية معالجة حرارية تتضمن تسخين المادة فوق درجة حرارتها الحرجة والحفاظ عليها لفترة معينة، ثم تبريدها أو تثبيتها عند درجة حرارة أخرى. تهدف هذه العملية إلى صقل البنية المجهرية وتقليل الصلابة وتحسين خصائص المادة. تختلف تأثيرات وقيود هذه العملية باختلاف المواد.

بالنسبة لسبائك الفولاذ متوسط الكربون والصلب منخفض السبائك، فإن الغرض من التلدين المتساوي الحرارة هو صقل الهيكل وتقليل الصلابة. تكون درجة حرارة التسخين للصلب ناقص الانصهار المتساوي هي Ac3+(30 ~50)℃، وبالنسبة للصلب شديد الانصهار المتساوي هي Ac3+(20 ~40)℃. يشير هذا إلى أن التلدين المتساوي الحرارة مناسب لهذه الأنواع من الفولاذ، مما يحسّن خواصها الميكانيكية بشكل فعال.

ومع ذلك، فإن التلدين المتساوي الحرارة ليس مناسبًا لجميع الحالات. في بعض الأحيان، يجعل توافر معدات التلدين المناسبة أو متطلبات جودة الأجزاء الفولاذية الملدنة التبريد البطيء المستمر الخيار الوحيد الممكن. وهذا يعني أنه في بعض الحالات، قد لا يلبي التلدين المتساوي الحرارة متطلبات المعالجة الحرارية المحددة.

بالإضافة إلى ذلك، تشير الأبحاث التي أُجريت على سبيكة Cu56 Zr44 غير المتبلورة إلى إمكانية استخدام التلدين المتساوي الحرارة في عملية التبلور، مما يغير البنية المجهرية للمادة. ويشير ذلك إلى أن التلدين المتساوي الحرارة ينطبق أيضًا على بعض المواد الخاصة، مثل السبائك غير المتبلورة. ويمكن تحقيق تأثير التبلور المتوقع من خلال التحكم المناسب في درجة الحرارة ووقت الاحتفاظ بها.

كيف يزيل التلدين بالتخفيف من الإجهاد الإجهاد الداخلي بعد التشوه البارد، وما هي مزاياه مقارنة بطرق التلدين التقليدية؟

التلدين لتخفيف الإجهاد هو تقنية تزيل الإجهادات الداخلية المتبقية في قطع العمل من خلال عملية التسخين والعزل والتبريد البطيء. تُستخدم هذه الطريقة في المقام الأول لتخفيف الضغوط الداخلية المتولدة أثناء عمليات اللحام والصب والتشغيل الآلي.

على وجه التحديد، تتضمن عملية التلدين لتخفيف الإجهاد تسخين قطعة العمل إلى درجة حرارة منخفضة (على سبيل المثال، الحديد الزهر الرمادي إلى 500-550 درجة مئوية، والصلب إلى 500-650 درجة مئوية)، والحفاظ على ذلك لفترة معينة، ثم التبريد ببطء لمنع تطور إجهادات متبقية جديدة. وعلى الرغم من أن هذه المعالجة لا يمكنها القضاء تماماً على الإجهادات المتبقية داخل قطعة العمل، إلا أنها يمكن أن تقلل من تأثيرها بشكل كبير.

بالمقارنة مع طرق التلدين التقليدية، يتميز التلدين بتخفيف الضغط بالعديد من المزايا.

أولاً، يستهدف الإجهادات المتبقية الناتجة تحديدًا عن عمليات تصنيع معينة (مثل اللحام والصب والتشغيل الآلي) بدلاً من تطبيقه على نطاق واسع على جميع أنواع المواد المعدنية كما يفعل التلدين التقليدي.

ثانيًا، يتم إجراء عملية التلدين لتخفيف الضغط عادةً في درجات حرارة منخفضة، مما يعني أن تأثيرها أقل على المواد، خاصةً تلك الحساسة لدرجات الحرارة المرتفعة.

بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن الهدف الأساسي من عملية التلدين لتخفيف الإجهاد هو التخلص من الإجهاد المتبقي بدلاً من مجرد تقليل الصلابة أو تحسين الليونة، فإنه يمكن أن يقلل بشكل فعال من التغيرات في الأبعاد والميول نحو التشقق أثناء عملية التصنيع دون تغيير كبير في الخصائص الفيزيائية الأخرى للمادة.

ما هي الدراسات المقارنة بين التلدين بالليزر والتلدين التقليدي بالخبز في تقليل الصلابة وتحسين قابلية التشغيل الآلي؟

تنعكس الدراسات المقارنة بين التلدين بالليزر والتلدين التقليدي بالخبز في تقليل الصلابة وتحسين قابلية التشغيل الآلي بشكل أساسي في الجوانب التالية:

سرعة التسخين ودقة التحكم: تتميز تقنية التلدين بالليزر بخصائص التسخين السريع والتحكم الحساس، مما يمكنها من الوصول إلى درجة حرارة التلدين المطلوبة في وقت قصير والتحكم بدقة في تغيرات درجة الحرارة أثناء عملية التلدين. على النقيض من ذلك، يتطلب التلدين التقليدي للخبز وضع قطعة العمل بأكملها في فرن تفريغ الهواء والاحتفاظ بها في نطاق درجة حرارة معينة لفترة زمنية معينة، والتحكم في درجة الحرارة في هذه العملية ليس دقيقًا مثل التلدين بالليزر.

عمق التوصيل الحراري ومخرجات الطاقة: يمكن لتقنية التلدين بالليزر تحقيق معالجة التلدين الموضعي والتحكم في العمق، مما يعني أنه يمكنها معالجة مناطق محددة بالحرارة بدقة حسب الحاجة دون التأثير على المناطق الأخرى. هذه القدرة على المعالجة الحرارية الموضعية مفيدة جدًا لتحسين الأداء المحلي للمواد. ومن الصعب تحقيق هذه المعالجة الحرارية الموضعية من خلال التلدين التقليدي بالخبز.

صقل الحبيبات وتعديل البنية المجهرية: يمكن أن يؤدي التلدين بالليزر إلى إعادة ترتيب الذرات من خلال ارتفاع درجة الحرارة والإجهاد الحراري، مما يجعل البنية البلورية أكثر تنظيماً، مما يساعد على زيادة حجم الحبيبات وتعديل البنية المجهرية. وهذا مفيد لتحسين قابلية تشغيل المواد آليًا وتقليل الصلابة. على الرغم من أن عملية التلدين بالخبز التقليدي يمكنها أيضًا صقل الحبيبات وضبط البنية المجهرية من خلال عملية التسخين والتبريد، إلا أن عمليتها بسيطة ومباشرة نسبيًا، وقد لا تكون قادرة على التحكم بدقة في صقل الحبيبات وتعديل البنية المجهرية مثل التلدين بالليزر.

على سبيل المثال، في تحضير الأغشية الرقيقة المتكافئة Bi2Te3، تُظهر طريقة التلدين بالليزر معامل سيبيك أعلى من طريقة التلدين الحراري التقليدية، مما يثبت تفوقها في تحضير أغشية رقيقة عالية الجودة. وهذا يشير إلى أن تقنية التلدين بالليزر قد توفر أداءً أفضل في مجالات تطبيقية محددة (مثل تحضير الأغشية الرقيقة عالية الأداء).

لا تنس أن المشاركة تعني الاهتمام! : )
شين
المؤلف

شين

مؤسس MachineMFG

بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.

قد يعجبك أيضاً
اخترناها لك فقط من أجلك. تابع القراءة وتعرف على المزيد!

7 أنواع من المسبوكات الحديدية يجب أن تعرفها

لماذا تتفوق بعض المصبوبات الحديدية في امتصاص الاهتزازات بينما تتفوق مصبوبات أخرى في القوة ومقاومة التآكل؟ تأتي المسبوكات الحديدية، التي تُعد جزءًا لا يتجزأ من الآلات والمكونات الهيكلية، بأنواع مختلفة، كل منها...
الماكينةMFG
ارتقِ بعملك إلى المستوى التالي
اشترك في نشرتنا الإخبارية
آخر الأخبار والمقالات والمصادر التي يتم إرسالها إلى صندوق الوارد الخاص بك أسبوعياً.

اتصل بنا

سيصلك ردنا خلال 24 ساعة.