ما الذي يحدث عندما يتم درفلة المعدن عند درجة حرارة تزيد عن 1000 درجة مئوية مقابل درجة حرارة الغرفة؟ يؤثر الفرق بين الدرفلة على الساخن والدرفلة على البارد على هيكل الفولاذ وخصائصه واستخداماته. تفصل هذه المقالة هاتين العمليتين، وتشرح فوائدهما وعيوبهما وتطبيقاتهما. اكتشف كيف تؤثر كل طريقة على جودة سطح الفولاذ وخصائصه الميكانيكية وقابليته للتشكيل. سيساعدك فهم هذه الاختلافات في اختيار النوع المناسب من الفولاذ المدرفل لاحتياجاتك الخاصة. تعمّق لمعرفة المزيد!
الدرفلة على الساخن والدرفلة على البارد كلاهما إجراءان لتشكيل ألواح أو مقاطع الصلب، ويؤثران بشكل كبير على هيكل وخصائص الصلب.
الطريقة الأساسية لدرفلة الفولاذ هي الدرفلة على الساخن، في حين أن الدرفلة على البارد تستخدم بشكل عام فقط لإنتاج الفولاذ صغير الحجم والألواح الرقيقة التي تتطلب أبعادًا دقيقة.
من الناحية التقنية، يصعب تشويه سبائك الصلب أو القضبان الحديدية ومعالجتها في درجة حرارة الغرفة، وتتطلب عمومًا تسخينها إلى ما بين 1100 و1250 درجة مئوية للدرفلة. ويشار إلى عملية الدرفلة هذه باسم الدرفلة على الساخن.
تتراوح درجة حرارة الانتهاء من الدرفلة على الساخن عادةً من 800 إلى 900 درجة مئوية، وبعد ذلك يتم تبريد المادة عادةً في الهواء، مما يجعل حالة الدرفلة على الساخن مماثلة للتطبيع.
يتم درفلة معظم مواد الصلب باستخدام الدرفلة على الساخن طريقة التدحرج. يطور الفولاذ الذي يتم تسليمه في حالة الدرفلة على الساخن، بسبب درجات الحرارة المرتفعة، قشرة حديدية مؤكسدة على السطح، مما يوفر درجة معينة من المقاومة للتآكل، ومناسبة للتخزين في الهواء الطلق.
ومع ذلك، فإن هذا الجلد الحديدي المؤكسد يؤدي أيضًا إلى تخشين سطح الفولاذ المدلفن على الساخن ويسبب تباينًا كبيرًا في الحجم.
ولذلك، بالنسبة للمواد الفولاذية التي تتطلب سطحًا أملسًا وأبعادًا دقيقة وخصائص ميكانيكية جيدة، يتم استخدام المواد شبه المصنعة أو النهائية المدرفلة على الساخن كمواد خام لمزيد من الإنتاج بالدرفلة على البارد.
المزايا:
الدرفلة على الساخن توفر تشكيلًا سريعًا وإنتاجًا عاليًا ولا تتلف الطلاء. ويمكنها إنشاء مجموعة متنوعة من الأشكال المقطعية لتلبية احتياجات ظروف الاستخدام المختلفة.
يمكن أن يؤدي الدرفلة على البارد إلى حدوث تشوه بلاستيكي كبير في مواد الصلب، وبالتالي تعزيز نقطة خضوع الصلب.
العيوب:
1. على الرغم من عدم خضوع الفولاذ لضغط بلاستيكي ساخن أثناء عملية التشكيل، تظل هناك ضغوط متبقية داخل المقطع العرضي، مما يؤثر حتماً على خصائص الالتواء الكلي والمحلي للفولاذ.
2. عادةً ما تكون المقاطع الفولاذية المدرفلة على البارد عبارة عن مقاطع عرضية مفتوحة، مما يؤدي إلى صلابة التوائية حرة منخفضة. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى التواء تحت الانحناء والتواء التوائي تحت الضغط، مما يُظهر مقاومة ضعيفة للالتواء.
3. يكون سمك الجدران الفولاذية المشكلة على البارد صغيراً نسبياً، ولا يوجد سماكة في الزوايا التي تتصل فيها أجزاء الصفيحة، مما يظهر قدرة ضعيفة على تحمل الأحمال المركزة الموضعية.
تبدأ الدرفلة على الساخن بالفك، يليها اللحام المستمرتدخل رسمياً في عملية الدرفلة على البارد: بعد التخليل، تذهب إلى المطحنة للدرفلة، مما ينتج لفائف مدرفلة على البارد. ثم تدخل اللفائف النظيفة المدرفلة على البارد مرحلة المعالجة الحرارية.
يشير مصطلح الدرفلة على البارد إلى طريقة الدرفلة التي تتلاعب بشكل الفولاذ عن طريق الضغط باستخدام بكرات في درجة حرارة الغرفة.
على الرغم من ارتفاع درجة حرارة الفولاذ أثناء العملية، إلا أنه لا يزال يشار إليها بالدرفلة على البارد.
وبشكل أكثر تحديدًا، تنطوي الدرفلة على البارد على استخدام لفائف الصلب المدرفلة على الساخن كمواد خام، والتي تخضع بعد غسلها بالأحماض لإزالة قشور الأكسيد للمعالجة بالضغط، مما ينتج عنه لفائف مدرفلة على الساخن كمنتج نهائي.
ويخضع الفولاذ المدلفن على البارد مثل الصفائح المجلفنة والمغلفة بالألوان بشكل عام إلى التلدينمما ينتج عنه معدلات مرونة واستطالة جيدة.
وتستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل السيارات والأجهزة المنزلية والأجهزة. ويتميز سطح الصفائح المدرفلة على البارد بدرجة معينة من النعومة والملمس اللامع إلى حد ما، ويرجع ذلك أساسًا إلى الغسيل الحمضي.
لا تفي الصفائح المدرفلة على الساخن عمومًا بالنعومة السطحية المطلوبة، لذلك يجب أن تكون شرائح الصلب المدرفلة على الساخن مدرفلة على البارد.
كما أن الحد الأدنى لسمك شرائط الصلب المدرفلة على الساخن يبلغ عادةً 1.0 مم، بينما يمكن أن يصل سمك الدرفلة على البارد إلى 0.1 مم. يتم إجراء الدرفلة على الساخن فوق درجة حرارة التبلور، بينما تحدث الدرفلة على البارد تحت درجة حرارة التبلور.
تتعلق تغيرات الشكل في الصلب بسبب الدرفلة على البارد بالتشوه البارد المستمر. التصلب البارد الذي يحدث أثناء هذه العملية يزيد من القوة والصلابة للملف الصلب الملفوف مع تقليل مؤشرات الصلابة واللدونة.
من من منظور الاستخدام النهائي، يؤدي الدرفلة على البارد إلى تدهور أداء الختم، مما يجعل المنتج مناسبًا للأجزاء التي تتطلب تشوهًا بسيطًا.
المزايا:
يمكن أن يؤدي الدرفلة على البارد إلى تعطيل هيكل الصب في سبيكة الصلب، وصقل حبيبات الصلب، وإزالة العيوب الهيكلية المجهرية، مما يجعل هيكل الصلب مضغوطًا ويحسن خصائصه الميكانيكية. ويتضح هذا التحسن في المقام الأول في اتجاه الدرفلة، مما يجعل الفولاذ متباين الخواص إلى حد ما بدلاً من متساوي الخواص. يمكن أيضًا لحام الفقاعات والشقوق والرخاوة التي تتشكل أثناء الصب تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين.
العيوب:
1. بعد الدرفلة على الساخن, غير معدنية يتم ضغط الشوائب (الكبريتيدات والأكاسيد بشكل أساسي، وكذلك السيليكات) داخل الفولاذ في طبقات رقيقة، مما يؤدي إلى ظاهرة تُعرف باسم التفريغ.
يؤدي التصفيح إلى تدهور كبير في خواص الشد للصلب على طول اتجاه السُمك وقد يتسبب في حدوث تمزق بين الصفائح أثناء انكماش اللحام. وغالبًا ما يصل الإجهاد الموضعي الناجم عن انكماش اللحام إلى عدة أضعاف إجهاد نقطة الخضوع، وهو أكبر بكثير من الإجهاد الناجم عن الحمل.
2. الإجهاد المتبقي الناجم عن التبريد غير المتساوي. الإجهاد المتبقي هو إجهاد متوازن داخلياً في غياب القوى الخارجية. جميع أنواع المقاطع الفولاذية المدرفلة على الساخن تحتوي على هذا النوع من الإجهاد المتبقي، وكلما زاد حجم المقطع العام للفولاذ، زاد الإجهاد المتبقي.
على الرغم من أن الإجهاد المتبقي ذاتي التوازن، إلا أنه لا يزال له تأثير معين على أداء المكونات الفولاذية تحت القوى الخارجية. على سبيل المثال، قد يكون له تأثيرات سلبية على التشوه والثبات ومقاومة التعب.
ويكمن الفرق الأساسي بين الدرفلة على البارد والدرفلة على الساخن في درجة الحرارة أثناء عملية الدرفلة؛ حيث تشير كلمة "بارد" إلى درجة حرارة الغرفة، بينما تشير كلمة "ساخن" إلى درجة حرارة عالية.
من من منظور علم المعادن، يجب أن يستند الحد الفاصل بين الدرفلة على البارد والدرفلة على الساخن إلى درجة حرارة إعادة التبلور.
وهذا يعني أن الدرفلة التي تتم تحت درجة حرارة إعادة التبلور تعتبر درفلة على البارد، والدرفلة فوق درجة الحرارة هذه تعتبر درفلة على الساخن. تتراوح درجة حرارة إعادة التبلور للصلب من 450 إلى 600 درجة مئوية.
الاختلافات الأساسية بين الدرفلة على الساخن والدرفلة على البارد هي:
1. المظهر وجودة السطح:
وغالبًا ما تخضع الصفائح المدرفلة على البارد، المشتقة من الصفائح المدرفلة على الساخن التي تخضع لعمليات الدرفلة على البارد، لتقنيات تشطيب سطحية مختلفة. ونتيجة لذلك، فإنها تتميز بجودة سطح فائقة (على سبيل المثال، انخفاض خشونة السطح) مقارنة بالصفائح المدرفلة على الساخن.
ولذلك، إذا كانت هناك حاجة إلى تطبيق طلاء عالي الجودة أو طلاءات مماثلة في مراحل المنتج اللاحقة، فعادةً ما يُفضل استخدام الصفائح المدرفلة على البارد.
يمكن تصنيف الصفائح المدرفلة على الساخن إلى صفائح مغسولة بالحمض وصفائح غير مغسولة بالحمض. تُظهر الصفائح المغسولة بالحمض، بعد خضوعها للغسيل الحمضي، لونًا معدنيًا عاديًا، ولكن جودة سطحها ليست عالية مثل الصفائح المدرفلة على البارد لأنها غير مدرفلة على البارد.
غالبًا ما تحتوي الصفائح غير المغسولة بالأحماض على طبقة مؤكسدة، حيث تبدو سوداء أو تظهر طبقة من أكسيد الحديد (III) الأسود. وبعبارة عامة، تبدو كما لو أنها محروقة بالنار وغالباً ما تحمل الصدأ إذا تم تخزينها في ظروف سيئة.
2. الخواص الميكانيكية:
وبصفة عامة، في التطبيقات الهندسية، تعتبر الخواص الميكانيكية للصفائح المدرفلة على الساخن والمدرفلة على البارد متطابقة، على الرغم من خضوع الصفائح المدرفلة على البارد لدرجة من التصلب أثناء عملية الدرفلة على البارد. (ومع ذلك، إذا كانت هناك حاجة إلى متطلبات صارمة للخصائص الميكانيكية، فمن الضروري مراعاة بعض الاعتبارات المحددة).
عادةً ما تكون الصفائح المدرفلة على البارد أعلى قليلاً قوة الخضوع وصلابة السطح مقارنة بالصفائح المدرفلة على الساخن، على الرغم من أن القيم الدقيقة تعتمد على درجة تلدين الصفائح المدرفلة على البارد. وبغض النظر عن عملية التلدين، تتجاوز قوة الصفائح المدرفلة على البارد قوة الصفائح المدرفلة على الساخن.
3. قابلية التشكيل:
وبالنظر إلى أن خصائص الصفائح المدرفلة على البارد والمدرفلة على الساخن متشابهة إلى حد كبير، فإن قابليتها للتشكيل تعتمد في المقام الأول على الاختلافات في جودة سطحها.
نظرًا لأن الصفائح المدرفلة على البارد تتمتع بجودة سطح أفضل، فإنها عادةً ما توفر نتائج تشكيل أفضل من الصفائح المدرفلة على الساخن من نفس المادة.
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