العودة إلى القائمة

ما هي عمليات المعالجة الحرارية الشائعة؟

2018-03-08

تتضمن عمليات المعالجة الحرارية الشائعة التطبيع، والتقسية، ومعالجة الحلّ الصلب، والشيخوخة، والتبريد السريع، والتعويض عن الإجهاد، والتقسية بخفض درجة الحرارة، والكربنة، والنيترة، والتقسية والتطبيع، والتحول إلى شكل كروي، واللحام بالبرادة، وغيرها.

 

تتضمن عمليات المعالجة الحرارية الشائعة التطبيع، والتقسية، ومعالجة الحلّ الصلب، والشيخوخة، والتبريد السريع، والتعويض، وتقسية تخفيف الإجهاد، والكربنة، والنتريدة، والتقسية والتطبيع، والتحول إلى شكل كروي، واللحام بالبرادة، وغيرها.

1. التطبيع: عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين الفولاذ أو مكوّنات الفولاذ إلى درجة حرارة مناسبة تزيد عن النقاط الحرجة AC3 أو ACM، والاحتفاظ بها عند تلك الدرجة لفترة محددة، ثم تبريدها في الهواء للحصول على بنية مجهرية بيرليتية.

2. التلدين: عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين قطعة عمل من الفولاذ دون الانتقائي إلى درجة حرارة تزيد عن درجة AC3 بمقدار 20–40 درجة، والاحتفاظ بها عند تلك الدرجة لفترة محددة، ثم تبريد القطعة ببطء في الفرن (أو تبريدها عن طريق دفنها في الرمل أو الجير) حتى تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون 500 درجة قبل تبريدها بالهواء.

3. المعالجة الحرارية للحلّ الصلب: تشمل عملية المعالجة الحرارية هذه تسخين السبيكة إلى درجة حرارة عالية ضمن منطقة الطور الأحادي والاحتفاظ بها عند تلك الدرجة لفترة كافية لضمان ذوبان أي طور زائد تمامًا في الحل الصلب. ثم تُبرَّد السبيكة بسرعة للحصول على حلٍّ صلبٍ فوق مشبع.

4. الحساسية الزمنية: ظاهرة تغيّر خصائص السبيكة — بعد المعالجة الحرارية للحلّ الصلب أو التشويه البلاستيكي البارد — مع مرور الوقت عندما تُحفظ السبيكة في درجة حرارة الغرفة أو أعلى بقليل من درجة حرارة الغرفة.

5. المعالجة الحلّية: تضمن هذه العملية الذوبان الكامل لمختلف الطورّات داخل السبيكة، مما يعزّز الحلّ الصلب ويزيد من المتانة ومقاومة التآكل. كما تخفّف الإجهادات الداخلية وتليّن المادة، مما يجعل عمليات التشكيل والتشغيل اللاحقة أسهل.

6. معالجة الشيخوخة: تسخين المادة والاحتفاظ بها عند درجة حرارة تُسهِّل ترسيبَ المراحل المعزِّزة، مما يسمح لهذه المراحل بالترسيب والتصلب، وبالتالي زيادة قوة المادة.

7. التبريد السريع: عملية معالجة حرارية يتم فيها ترسيخ الفولاذ في حالة الأوستينيت ثم تبريده بمعدل تبريد مناسب، مما يؤدي إلى حدوث تحول في قطعة العمل إلى هياكل دقيقة غير مستقرة مثل المارتنسايت في كامل مقطعها العرضي أو ضمن نطاق محدد.

8. التقوية: عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين قطعة العمل المُبرَّدة إلى درجة حرارة مناسبة تقل عن النقطة الحرجة AC1، والاحتفاظ بها عند تلك الدرجة لفترة محددة، ثم تبريدها باستخدام طريقة تلبي المواصفات المطلوبة، مما يؤدي إلى تحقيق التركيب الدقيق والخصائص المطلوبة.

9. الانتشار المشترك للكربون والنيتروجين في الفولاذ: يُعَدُّ الانتشار المشترك للكربون والنيتروجين عمليةً يتم فيها انتشار كلٍّ من الكربون والنيتروجين في الوقت نفسه إلى الطبقة السطحية للفولاذ. تقليديًا، يُطلَق على الانتشار المشترك للكربون والنيتروجين أيضًا مصطلح «السيانيد». ومن بين هذه العمليات، يُستخدَم بشكل واسع الانتشار المشترك للكربون والنيتروجين في الغاز عند درجات حرارة متوسطة، وكذلك الانتشار المشترك للكربون والنيتروجين في الغاز عند درجات حرارة منخفضة (المعروف أيضًا باسم النتردة اللينة بالغاز). ويتمثل الهدف الرئيسي للانتشار المشترك للكربون والنيتروجين في الغاز عند درجات حرارة متوسطة في تعزيز صلابة الفولاذ ومقاومته للتآكل وقوة التعب. وفي المقابل، يركِّز الانتشار المشترك للكربون والنيتروجين في الغاز عند درجات حرارة منخفضة بشكل رئيسي على انتشار النيتروجين، إذ يتمثّل هدفه الأساسي في تحسين مقاومة الفولاذ للتآكل ومقاومة التشبُّث.

10. التبريد والتقسية: يُطلَق على عملية المعالجة الحرارية التي تجمع بين التبريد والتقسية عند درجات حرارة عالية اسم «التبريد والتقسية». تُستخدَم هذه المعالجة على نطاق واسع في مختلف المكوّنات الهيكلية الحيوية، لا سيما تلك التي تتعرّض لأحمال متبدِّلة، مثل قضبان التوصيل والمسامير والتروس والمحاور. بعد التبريد والتقسية، يتكوّن التركيب المجهري من السوربيت المُقسَّى، الذي يتميّز بخصائص ميكانيكية فائقة مقارنةً بالسوربيت المُعَدَّل عند نفس درجة الصلابة. تعتمد صلابة السوربيت المُقسَّى على درجة حرارة التقسية عند درجات الحرارة العالية، كما تتأثّر بثبات الفولاذ أثناء التقسية وبأبعاد المقطع العرضي للقطعة المشغولة؛ وعادةً ما تتراوح بين 200 و350 على مقياس هارنيس.

11. اللحام بالبرادة: عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين قطعتي عمل وصهرهما معًا باستخدام معدن حشو لتحقيق الربط.