المعالجة الحرارية عملية بالغة الأهمية في التصنيع، ولكن غالبًا ما يتم تجاهلها. سنستكشف في هذه المدونة عالم المعالجة الحرارية الرائع وتأثيرها على جودة وأداء المكونات المعدنية. سوف يرشدك مهندسنا الميكانيكي الخبير إلى مختلف تقنيات المعالجة الحرارية، ويشرح لك فوائدها وتطبيقاتها بطريقة واضحة وجذابة. بحلول نهاية هذه المقالة، سيكون لديك تقدير أعمق لهذه العملية الأساسية وكيف تشكل المنتجات التي نستخدمها كل يوم.
طريقة التشغيل:
يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة Ac3 + 30 - 50 درجة أو Ac1 + 30 - 50 درجة أو أقل من Ac1 (كما هو موصى به من المواد ذات الصلة) ثم يتم تبريده ببطء داخل الفرن.
الأهداف:
التطبيقات الرئيسية:
(1) هذه الطريقة مناسبة لمعالجة سبائك الصلب المهيكل، والصلب الكربوني المهيكل، والصلب الكربوني الشرقي الغربي، وسبائك الصلب الشرقي الغربي، والمطروقات الفولاذية عالية السرعة، ومكونات اللحام، والمواد الخام ذات ظروف التوريد دون المستوى الأمثل.
(2) تُستخدم هذه العملية عادةً في الحالة الخام وتسمى "التلدين.
طريقة التشغيل:
لإجراء عملية التطبيع، قم بتسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أعلى من 30 - 50 درجة فوق Ac3 أو Accm، وبعد النقع، قم بتبريده بمعدل أسرع قليلاً من التلدين.
الأهداف:
والغرض من التطبيع هو تقليل الصلابة وتحسين اللدونة وتعزيز قدرات معالجة القطع والضغط. كما أنه يساعد على صقل بنية الحبيبات وتحسين الخواص الميكانيكية وإعداد المادة للمعالجة اللاحقة. يساعد التطبيع أيضًا على التخلص من الضغوط الداخلية التي قد تكون ناجمة عن الشغل على البارد أو الساخن.
التطبيقات الرئيسية:
يشيع استخدام التطبيع كعملية معالجة مسبقة للمطروقات واللحامات والأجزاء المكربنة. بالنسبة للفولاذ منخفض إلى متوسط الكربون ومكونات الفولاذ منخفض السبائك ذات المتطلبات الوظيفية المنخفضة، يمكن إجراء التطبيع كعملية معالجة حرارية نهائية. ومع ذلك، بالنسبة للفولاذ العادي المتوسط والعالي السبائك، يمكن أن يؤدي التبريد بالهواء إلى تصلب كامل أو جزئي، لذلك لا يمكن استخدامه كعملية معالجة حرارية نهائية.
طريقة التشغيل:
يتم تسخين القطعة الفولاذية إلى درجة حرارة أعلى من درجة حرارة انتقال الطور Ac3 أو Ac1، ويتم الاحتفاظ بها لمدة محددة، ثم يتم تبريدها بسرعة في الماء أو النترات أو الزيت أو الهواء.
الأهداف:
يتم إجراء التسقية عادةً لتحقيق التركيب المارتنسيتي بصلابة عالية.
وفي بعض الحالات، يتم تبريد الفولاذ عالي السبائك (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ المقاوم للتآكل) للحصول على بنية أوستنيتيّة واحدة وموحدة لتعزيز مقاومة التآكل ومقاومة التآكل.
التطبيقات الرئيسية:
(1) يطبق عادةً على الفولاذ الكربوني وسبائك الفولاذ مع محتوى الكربون أكبر من 0.3%.
(2) يزيد التبريد من قوة الفولاذ ومقاومته للتآكل إلى أقصى حد، ولكنه يؤدي أيضًا إلى ارتفاع الإجهاد الداخلي يقلل من مرونة الفولاذ وصلابته في الصدمات.
وبالتالي، فإن التقسية ضرورية للحصول على خواص ميكانيكية محسنة.
طريقة التشغيل:
يتم تسخين الأجزاء الفولاذية المروية إلى درجة حرارة أقل من Ac1، ويتم الاحتفاظ بها لفترة من الوقت، ثم يتم تبريدها في الهواء أو الزيت أو الماء الساخن.
الأهداف:
لتقليل أو إزالة الإجهاد الداخلي بعد التبريد، وتقليل تشوه وتشقق قطعة العمل.
لضبط الصلابة، وتحسين اللدونة والمتانة، وتحقيق الخواص الميكانيكية المطلوبة للتطبيق.
لتثبيت حجم قطعة العمل.
التطبيقات الرئيسية:
(1) يتم استخدام التقسية بدرجة حرارة منخفضة عندما تكون الصلابة العالية ومقاومة التآكل مطلوبة في الفولاذ المروي.
(2) يستخدم التقسية بدرجة حرارة متوسطة لتحسين المرونة و قوة الخضوع من الفولاذ مع الحفاظ على درجة معينة من الصلابة.
(3) يُستخدم التقسية بدرجة حرارة عالية لإعطاء الأولوية للصلابة واللدونة العالية في الصدمات العالية، ويستخدم عند وجود قوة كافية.
ويُنصح عمومًا بتجنب التقسية بين 230-280 درجة للصلب و400-450 درجة للفولاذ المقاوم للصدأ، حيث يمكن أن يتسبب هذا النطاق في هشاشة المزاج.
إجراءات التشغيل:
يُشار إلى عملية تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أعلى من 10-20 درجة من درجة حرارة التبريد، وبعد ذلك يتم إجراء التبريد، ويشار إليها باسم التبريد والتبريد.
بعد تثبيته في درجة حرارة عالية، يتم إخماد الفولاذ، ثم يتم تسخينه ثم تقسيته عند درجة حرارة تتراوح بين 400-720 درجة.
الأهداف:
التطبيقات الرئيسية:
هذه العملية مناسبة للسبائك عالية الصلابة، مثل سبائك الفولاذ المصنوعة من سبائك الأدوات، وسبائك الفولاذ عالي السرعة، وسبائك الفولاذ الهيكلي.
يمكن استخدامه كمعالجة حرارية نهائية للمكونات الحرجة وأيضًا كمعالجة حرارية مسبقة للأجزاء الضيقة، مثل البراغي لتقليل التشوه أثناء المعالجة.
إجراءات التشغيل:
يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة تتراوح بين 80 و200 درجة ويبقى في درجة الحرارة هذه لمدة 5-20 ساعة أو أكثر. بعد ذلك، يتم إخراجه من الفرن وتبريده في الهواء.
الأهداف:
التطبيقات الرئيسية:
هذه العملية مناسبة لجميع أنواع الصلب بعد التبريد.
تُستخدم عادةً للمكونات الضيقة التي لا يتغير شكلها، مثل البراغي الضيقة، وأدوات القياس، وإطارات الأسرة، وما إلى ذلك.
إجراءات التشغيل:
يتم تبريد مكونات الفولاذ المروي في وسط منخفض الحرارة، مثل الثلج الجاف أو النيتروجين السائل، إلى درجة حرارة تتراوح بين -60 إلى -80 درجة أو أقل. ثم يتم إزالة درجة الحرارة بالتساوي، ويسمح للأجزاء بالوصول إلى درجة حرارة الغرفة.
الأهداف:
التطبيقات الرئيسية:
يجب أن تخضع مكونات الصلب للمعالجة على البارد بعد التبريد مباشرةً بعد التسقية ثم يتم تقسيتها في درجة حرارة منخفضة للتخلص من الإجهاد الداخلي أثناء التبريد بدرجة حرارة منخفضة.
المعالجة الباردة مناسبة في المقام الأول للأدوات الضيقة, أدوات القياس، والمكونات الضيقة المصنوعة من سبائك الصلب.
إجراءات التشغيل:
يتم توجيه لهب ناتج عن خليط من الأكسجين وغاز الأسيتيلين على سطح مكوّن الفولاذ، مما يؤدي إلى تسخينه بسرعة. عند الوصول إلى درجة حرارة التبريد المطلوبة، يتم تبريد الفولاذ على الفور عن طريق رشه بالماء.
الأهداف:
لتحسين الصلابة، ومقاومة التآكل، و قوة الإجهاد للمكون الصلب مع الحفاظ على صلابته.
التطبيقات الرئيسية:
إجراءات التشغيل:
يتم وضع المكونات الفولاذية في محث، حيث يتم تعريض سطح المكونات لتيار كهربائي. يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة التبريد المطلوبة في فترة زمنية قصيرة جدًا، ثم يتم تبريده بالرش بالماء.
الأهداف:
لتعزيز صلابة المكونات الفولاذية ومقاومة التآكل وقوة إجهادها، مع الحفاظ على صلابتها.
التطبيقات الرئيسية:
تُستخدم هذه العملية بشكل أساسي في مكونات الصلب متوسط الكربون والصلب متوسط السبائك.
ويعتمد عمق الطبقة المصلدة بالحث على تردد التيار الكهربائي المستخدم: عادةً ما ينتج عن التصلب بالحث عالي التردد طبقة بعمق 1 إلى 2 مم، وعادةً ما ينتج عن التصلب بالتردد المتوسط طبقة بعمق 3 إلى 5 مم، وعادةً ما ينتج عن التصلب بالتردد العالي طبقة بعمق أكبر من 10 مم. ويرجع ذلك إلى "تأثير الجلد"، حيث يتركز التيار الكهربي في الطبقة الخارجية للمكون.
طريقة التشغيل:
ضع الأجزاء الفولاذية في وسط الكربنة، وقم بتسخينها إلى درجة حرارة تتراوح بين 900-950 درجة وتثبيتها في هذا الوضع. يسمح ذلك لسطح الأجزاء الفولاذية بتكوين طبقة كربنة بتركيز وعمق محددين.
الأهداف:
لتحسين الصلابة الخارجية، ومقاومة التآكل، وقوة إجهاد الأجزاء الفولاذية مع الحفاظ على مقاومتها.
التطبيقات الرئيسية:
(1) تُستخدم هذه الطريقة في الغالب في الأجزاء الفولاذية منخفضة الكربون والصلب منخفض السبائك بمحتوى كربوني يتراوح بين 0.15% و0.25%. يتراوح عمق الطبقة المكربنة عادةً بين 0.5 مم إلى 2.5 مم.
(2) بعد الكربنة، من الضروري الخضوع لعملية التبريد لتحقيق مارتينسايت على السطح وإكمال عملية الكربنة.
طريقة التشغيل:
يتم تشبع سطح الفولاذ بالنيتروجين من خلال استخدام ذرات النيتروجين النشطة المفصولة بغاز الأمونيا عند درجات حرارة تتراوح بين 500-600 درجة.
الأهداف:
تم تحسين صلابة الأجزاء الفولاذية ومقاومتها للتآكل وقوة إجهادها ومقاومتها للتآكل.
التطبيقات الرئيسية:
تُستخدم هذه الطريقة في الغالب مع سبائك الفولاذ متوسطة الكربون الغنية ب عناصر السبائك مثل الألومنيوم والكروم والموليبدينوم والفولاذ الكربوني والحديد الزهر. يتراوح عمق الطبقة النيتريدية عادةً بين 0.025 إلى 0.8 مم.
طريقة التشغيل:
تتم معالجة سطح الفولاذ من خلال مزيج من الكربنة و النيترة.
الأهداف:
لتعزيز صلابة الأجزاء الفولاذية ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، وقوة التعب، ومقاومة التآكل للأجزاء الفولاذية.
التطبيقات الرئيسية:
(1) تُستخدم في المقام الأول للصلب منخفض الكربون، والصلب منخفض الهيكل المصنوع من سبائك الصلب، وأجزاء الصلب المصبوب، بعمق طبقة نيترة نموذجي يتراوح بين 0.02 و3 مم;
(2) بعد الصقل بالنيترة، يكون التبريد والتلطيف بدرجة حرارة منخفضة ضروريًا.
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.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO