ما هي عمليات المعالجة الحرارية لسبائك الصلب الثقيلة المصبوبة؟

تلعب عمليات المعالجة الحرارية دورًا حاسمًا في تحسين خصائص سبائك الصلب الثقيلة. باعتباري موردًا لسبائك الصلب الثقيلة، لدي فهم جيد جدًا لهذه العمليات وأهميتها.

لنبدأ بفهم ماهية سبائك الصلب الثقيلة. وهي مصنوعة من سبائك الصلب التي تحتوي على كمية كبيرة من عناصر صناعة السبائك بخلاف الكربون، مثل النيكل والكروم والموليبدينوم والفاناديوم. تتم إضافة هذه العناصر لتحسين خصائص مثل الصلابة والقوة والمتانة ومقاومة التآكل. تُستخدم سبائك الصلب الثقيلة على نطاق واسع في العديد من الصناعات بما في ذلك السيارات والفضاء والتعدين والبناء نظرًا لخصائصها الميكانيكية الممتازة.

الآن، دعونا نتعمق في عمليات المعالجة الحرارية الرئيسية لسبائك الصلب الثقيلة.

الصلب

الصلب هو عملية المعالجة الحرارية الأساسية. الهدف الرئيسي من التلدين هو تخفيف الضغوط الداخلية، وتحسين بنية الحبوب، وتحسين القدرة على التشغيل الآلي.

تتضمن العملية تسخين سبائك الصلب الثقيلة إلى درجة حرارة معينة، عادة ما تكون أعلى من النطاق الحرج، ثم تبريدها ببطء. هناك أنواع مختلفة من التلدين، مثل التلدين الكامل، والتليين بالعملية، والتليين الكروي.

يتم استخدام التلدين الكامل عندما نرغب في إنتاج هيكل مخفف بالكامل في عملية الصب. يتم تسخين الصب إلى درجة حرارة حيث يتم الأوستنيتي بالكامل ثم يتم تبريده ببطء في الفرن. وينتج عن ذلك بنية حبيبية خشنة ومتساوية المحاور مما يقلل من الصلابة ويزيد من الليونة.

غالبًا ما يتم استخدام عملية التلدين عندما تخضع عملية الصب للعمل البارد ونريد تخفيف الضغوط الداخلية وجعلها أكثر قابلية للتشغيل. يتم ذلك عادة عند درجة حرارة أقل مقارنة بالتليين الكامل.

يتم استخدام التلدين الكروي لتحسين قابلية تصنيع سبائك الفولاذ عالية الكربون. إنها تنطوي على تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أقل بقليل من درجة الحرارة الحرجة المنخفضة ثم الاحتفاظ بها هناك لفترة طويلة. تعمل هذه العملية على تحويل الكربيد الموجود في الفولاذ إلى شكل كروي، مما يجعل تصنيع الفولاذ أسهل.

التطبيع

التطبيع هو عملية معالجة حرارية مهمة أخرى. إنه مشابه للتليين ولكن بمعدل تبريد أسرع. يتم تسخين الصب فوق نطاق درجة الحرارة الحرجة ثم يتم تبريده في الهواء.

تتمثل الفوائد الرئيسية للتطبيع في تحسين بنية الحبوب وتحسين الخواص الميكانيكية وتقليل الضغوط المتبقية. يؤدي معدل التبريد الأسرع في التطبيع إلى بنية حبيبية أكثر دقة مقارنة بالتليين، مما يؤدي إلى قوة وصلابة أعلى. غالبًا ما يتم استخدام التطبيع كمعالجة مسبقة قبل عمليات المعالجة الحرارية الأخرى أو كمعالجة نهائية للأجزاء التي تتطلب قوة وصلابة جيدة.

التبريد

التسقية هي عملية تبريد سريعة تستخدم لزيادة صلابة المسبوكات الفولاذية الثقيلة. يتم تسخين المسبوكة إلى درجة حرارة عالية (عادة أعلى من النطاق الأوستنيتي) ثم يتم تبريدها بسرعة في وسط تبريد مثل الماء أو الزيت أو البوليمر.

يعتمد اختيار وسط التبريد على عدة عوامل بما في ذلك تكوين الفولاذ، وحجم وشكل الصب، والخصائص المطلوبة. يعتبر الماء وسيلة تبريد فعالة جدًا لأنه يوفر معدل تبريد عاليًا، ولكنه يمكن أيضًا أن يسبب تشويهًا شديدًا وتشققًا في عملية الصب. يعتبر الزيت وسيلة تبريد أبطأ من الماء وغالباً ما يستخدم للفولاذ الأكثر عرضة للتشقق. توفر وسائط التبريد البوليمرية معدل تبريد أكثر تحكمًا ويمكن تعديلها لتناسب التطبيقات المختلفة.

ومع ذلك، يمكن أن يؤدي التبريد أيضًا إلى ضغوط داخلية عالية في عملية الصب، مما قد يؤدي إلى التشقق. لتخفيف هذه الضغوط، عادة ما يتم تنفيذ عملية التقسية بعد التبريد.

هدأ

التقسية هي عملية معالجة حرارية تتبع التبريد. الغرض الرئيسي من التقسية هو تخفيف الضغوط الداخلية التي تحدث أثناء التبريد وتحسين صلابة الصب مع الحفاظ على مستوى معين من الصلابة.

يتم تسخين المسبوكة إلى درجة حرارة أقل من درجة الحرارة الحرجة الأدنى ويتم الاحتفاظ بها هناك لفترة زمنية محددة، ثم يتم تبريدها بمعدل متحكم فيه. هناك أنواع مختلفة من التقسية، مثل تقسية درجة الحرارة المنخفضة، وتلطيف درجة الحرارة المتوسطة، وتلطيف درجة الحرارة العالية.

يتم استخدام التقسية بدرجة حرارة منخفضة عادةً للأجزاء التي تتطلب صلابة عالية ومقاومة للتآكل، مثل أدوات القطع والقوالب. يتم استخدام التقسية بدرجة حرارة متوسطة للأجزاء التي تحتاج إلى مزيج من القوة والمتانة، مثل النوابض. يتم استخدام التقسية بدرجة حرارة عالية للأجزاء التي تتطلب صلابة عالية، مثل المكونات الهيكلية.

تصلب القضية

تصلب العلبة هي عملية معالجة حرارية تستخدم لتقوية سطح سبائك الفولاذ الثقيلة مع الحفاظ على قلب صلب. وهذا مفيد بشكل خاص للأجزاء المعرضة للتآكل والتعب على السطح، مثل التروس والأعمدة.

هناك عدة طرق لتصلب العلبة، بما في ذلك الكربنة والنيترة والنيترة الكربونية.

تتضمن الكربنة تسخين المسبوكة في بيئة غنية بالكربون، مثل وسط كربنة الغاز أو السائل. ينتشر الكربون على سطح المسبوكة، مما يزيد من محتوى الكربون ويجعلها أكثر صلابة عند إخمادها.

Nitriding هي عملية يتم فيها إدخال النيتروجين إلى سطح الصب. ويتم ذلك عن طريق تسخين الصب في جو غني بالنيتروجين. تنتج Nitriding طبقة سطحية صلبة للغاية ومقاومة للاهتراء مع مقاومة جيدة للتآكل.

نيترة الكربون هي مزيج من الكربنة والنيترة. إنها تتضمن إدخال كل من الكربون والنيتروجين إلى سطح الصب، مما يؤدي إلى طبقة سطحية صلبة ومقاومة للتآكل مع تحسين مقاومة التعب.

كمورد لسبائك الصلب الثقيلة المسبوكات، لدينا الخبرة والمرافق اللازمة لإجراء عمليات المعالجة الحرارية هذه للتأكد من أن المسبوكات لدينا تلبي أعلى معايير الجودة. كما نقدم أيضًا أنواعًا أخرى من المسبوكات، مثلالمسبوكات البرونزية الطرد المركزيومسبوكات حديد الدكتايل الثقيلة.

إذا كنت في السوق للحصول على مصبوبات فولاذية من السبائك الثقيلة عالية الجودة أو أنواع أخرى من المسبوكات، وكنت مهتمًا بمناقشة متطلباتك المحددة، فلا تتردد في التواصل معنا. نحن هنا لمساعدتك في العثور على أفضل الحلول لاحتياجاتك.

مراجع

• دليل ASM المجلد 4: المعالجة الحرارية. ايه اس ام انترناشيونال.
• طبعة مكتب دليل المعادن. ايه اس ام انترناشيونال.
• المعالجة الحرارية للصلب: المعادن والتقنيات. إل كيه كوفاكس.