فهم تطبيقات التبريد، والتلطيف، والتطبيع، والتليين

1. التبريد

1. ما هو التبريد؟
التبريد هو عملية معالجة حرارية تستخدم للصلب. في هذه العملية، يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة الحرجة Ac3 (للفولاذ مفرط اليوتكتويد) أو Ac1 (للفولاذ مفرط اليوتكتويد). يتم بعد ذلك الاحتفاظ به عند درجة الحرارة هذه لفترة من الوقت لأوستينيت الفولاذ كليًا أو جزئيًا، ثم يتم تبريده بسرعة إلى أقل من Ms (أو يتم الاحتفاظ به بشكل متساوي الحرارة بالقرب من Ms) بمعدل تبريد أعلى من معدل التبريد الحرج لتحويله إلى مارتنسيت ( أو بينيت). يتم استخدام التبريد أيضًا لمعالجة المحاليل الصلبة والتبريد السريع للمواد مثل سبائك الألومنيوم وسبائك النحاس وسبائك التيتانيوم والزجاج المقسى.

2. الغرض من التبريد:

1) تحسين الخواص الميكانيكية للمنتجات أو الأجزاء المعدنية. على سبيل المثال، فإنه يعزز صلابة ومقاومة التآكل للأدوات والمحامل وما إلى ذلك، ويزيد من الحد المرن للينابيع، ويحسن الخواص الميكانيكية العامة لأجزاء العمود، وما إلى ذلك.

2) لتعزيز الخواص المادية أو الكيميائية لأنواع معينة من الفولاذ، مثل تحسين مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ أو زيادة المغناطيسية الدائمة للفولاذ المغناطيسي، من المهم اختيار وسائط التبريد بعناية واستخدام طريقة التبريد الصحيحة أثناء عملية التبريد. عملية التبريد والتبريد. تشتمل طرق التبريد شائعة الاستخدام على التبريد بسائل واحد، والتبريد بسائل مزدوج، والتبريد المتدرج، والتبريد متساوي الحرارة، والتبريد الموضعي. ولكل طريقة تطبيقاتها وفوائدها المحددة.

3. بعد التسقية، قطع العمل الفولاذية تظهر الخصائص التالية:

- توجد هياكل غير مستقرة مثل المارتنسيت، والبينيت، والأوستينيت المتبقي.
- وجود ضغوط داخلية عالية .
- الخواص الميكانيكية غير مطابقة للمتطلبات. ونتيجة لذلك، عادة ما تخضع قطع العمل الفولاذية للتلطيف بعد التبريد.

2. هدأ

1. ما هو هدأ؟

التقسية هي عملية معالجة حرارية تتضمن تسخين المواد أو الأجزاء المعدنية المسقية إلى درجة حرارة معينة، والحفاظ على درجة الحرارة لفترة معينة، ثم تبريدها بطريقة معينة. يتم تنفيذ عملية التقسية مباشرة بعد التبريد وعادة ما تكون الخطوة النهائية في المعالجة الحرارية لقطعة العمل. يشار إلى العملية المشتركة للتبريد والتلطيف بالمعالجة النهائية.

2. الأغراض الرئيسية للتبريد والتلطيف هي:
- التقسية ضرورية لتقليل الضغط الداخلي والهشاشة في الأجزاء المروية. إذا لم يتم تلطيفها في الوقت المناسب، فإن هذه الأجزاء قد تتشوه أو تتشقق بسبب الضغط العالي والهشاشة الناتجة عن التسقية.
- يمكن أيضًا استخدام التقسية لضبط الخواص الميكانيكية لقطعة العمل، مثل الصلابة والقوة واللدونة والمتانة، لتلبية متطلبات الأداء المختلفة.
- بالإضافة إلى ذلك، تساعد عملية التقسية على تثبيت حجم قطعة العمل من خلال ضمان عدم حدوث أي تشوه أثناء الاستخدام اللاحق، حيث تعمل على تثبيت الهيكل المعدني.
- يمكن أن يؤدي التقسية أيضًا إلى تحسين أداء القطع لبعض سبائك الفولاذ.

3. دور التقسية هو:
من أجل ضمان بقاء قطعة العمل مستقرة وعدم تعرضها لأي تحول هيكلي أثناء الاستخدام، فمن المهم تحسين استقرار الهيكل. يتضمن ذلك التخلص من الإجهاد الداخلي، والذي بدوره يساعد على استقرار الأبعاد الهندسية وتحسين أداء قطعة العمل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساعد عملية التقسية في ضبط الخواص الميكانيكية للفولاذ لتلبية متطلبات الاستخدام المحددة.

للتلطيف هذه التأثيرات لأنه عندما ترتفع درجة الحرارة، يتم تعزيز النشاط الذري، مما يسمح لذرات الحديد والكربون وعناصر السبائك الأخرى في الفولاذ بالانتشار بشكل أسرع. وهذا يتيح إعادة ترتيب الذرات، وتحويل البنية غير المستقرة وغير المتوازنة إلى بنية مستقرة ومتوازنة.

عندما يتم تقسية الفولاذ، تنخفض صلابته وقوته بينما تزداد اللدونة. ويعتمد مدى هذه التغيرات في الخواص الميكانيكية على درجة حرارة التخفيف، حيث تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تغيرات أكبر. في بعض سبائك الفولاذ التي تحتوي على نسبة عالية من عناصر صناعة السبائك، يمكن أن يؤدي التقسية في نطاق درجة حرارة معينة إلى ترسيب المركبات المعدنية الدقيقة. وهذا يزيد من القوة والصلابة، وهي ظاهرة تعرف بالتصلب الثانوي.

متطلبات التقسية: مختلفةأجزاء تشكيلهتتطلب هدأ في درجات حرارة مختلفة لتلبية متطلبات الاستخدام المحددة. فيما يلي درجات الحرارة الموصى بها لأنواع مختلفة من قطع العمل:
1. أدوات القطع، المحامل، الأجزاء المكربنة والمروية، والأجزاء المسقية السطحية عادة ما يتم تلطيفها عند درجات حرارة منخفضة أقل من 250 درجة مئوية. تؤدي هذه العملية إلى الحد الأدنى من التغيير في الصلابة، وتقليل الضغط الداخلي، وتحسين طفيف في المتانة.
2. يتم تقسية النوابض عند درجات حرارة متوسطة تتراوح بين 350-500 درجة مئوية لتحقيق مرونة أعلى وصلابة ضرورية.
3. الأجزاء المصنوعة من الفولاذ الإنشائي متوسط ​​الكربون عادة ما يتم تلطيفها عند درجات حرارة عالية تصل إلى 500-600 درجة مئوية لتحقيق مزيج مثالي من القوة والمتانة.

عندما يتم تقسية الفولاذ عند حوالي 300 درجة مئوية، فإنه يمكن أن يصبح أكثر هشاشة، وهي ظاهرة تعرف بالنوع الأول من هشاشة المزاج. بشكل عام، لا ينبغي إجراء عملية التقسية في نطاق درجة الحرارة هذا. تكون بعض أنواع الفولاذ الإنشائي المصنوعة من سبائك الكربون المتوسطة أيضًا عرضة للهشاشة إذا تم تبريدها ببطء إلى درجة حرارة الغرفة بعد التقسية بدرجة حرارة عالية، والمعروفة بالنوع الثاني من الهشاشة المزاجية. إن إضافة الموليبدينوم إلى الفولاذ أو التبريد بالزيت أو الماء أثناء التقسية يمكن أن يمنع النوع الثاني من هشاشة المزاج. إن إعادة تسخين النوع الثاني من الفولاذ الهش المقسى إلى درجة حرارة التقسية الأصلية يمكن أن يزيل هذه الهشاشة.

في الإنتاج، يعتمد اختيار درجة حرارة التقسية على متطلبات أداء قطعة العمل. يتم تصنيف التقسية بناءً على درجات حرارة التسخين المختلفة إلى تقسية درجة الحرارة المنخفضة، وتلطيف درجة الحرارة المتوسطة، وتلطيف درجة الحرارة المرتفعة. يشار إلى عملية المعالجة الحرارية التي تتضمن التبريد تليها التقسية بدرجة حرارة عالية باسم التقسية، مما يؤدي إلى قوة عالية، ولدونة جيدة، وصلابة.

- درجة حرارة منخفضة: 150-250 درجة مئوية، درجة حرارة M. تقلل هذه العملية من الضغط الداخلي والهشاشة، وتحسن اللدونة والمتانة، وتؤدي إلى زيادة الصلابة ومقاومة التآكل. يتم استخدامه عادةً لصنع أدوات القياس، وأدوات القطع، والمحامل الدوارة، وما إلى ذلك.
- درجة حرارة متوسطة: 350-500 درجة مئوية، درجة حرارة T. تؤدي عملية التقسية هذه إلى مرونة أعلى، وبعض اللدونة، والصلابة. يتم استخدامه بشكل شائع لتصنيع النوابض، وتزوير القوالب، وما إلى ذلك.
- تقسية درجات الحرارة العالية: 500-650 درجة مئوية، تقسية S. تؤدي هذه العملية إلى خواص ميكانيكية شاملة جيدة وغالبًا ما يتم استخدامها لتصنيع التروس وأعمدة الكرنك وما إلى ذلك.

3. التطبيع

1. ما هو التطبيع؟

العملية التصنيع باستخدام الحاسب الآليالتطبيع هو المعالجة الحرارية المستخدمة لتعزيز صلابة الفولاذ. يتم تسخين المكون الفولاذي إلى درجة حرارة تتراوح بين 30 إلى 50 درجة مئوية فوق درجة حرارة Ac3، ويتم الاحتفاظ بها عند درجة الحرارة هذه لفترة من الوقت، ثم يتم تبريدها بالهواء خارج الفرن. تتضمن عملية التطبيع تبريدًا أسرع من التلدين ولكن تبريدًا أبطأ من التبريد. تؤدي هذه العملية إلى حبيبات بلورية منقحة في الفولاذ، مما يؤدي إلى تحسين القوة والمتانة (كما هو موضح بواسطة قيمة AKV)، وتقليل ميل المكون إلى التشقق. التطبيع يمكن أن يعزز بشكل كبير الخواص الميكانيكية الشاملة للألواح الفولاذية المدرفلة على الساخن ذات السبائك المنخفضة، والمطروقات الفولاذية ذات السبائك المنخفضة، والمسبوكات، بالإضافة إلى تحسين أداء القطع.

2. التطبيع له الأغراض والاستخدامات التالية:

1. الفولاذ مفرط اليوتكتويد: يتم استخدام التطبيع للتخلص من هياكل الحبيبات الخشنة وWidmanstatten المحمومة في المسبوكات والمطروقات واللحامات، بالإضافة إلى الهياكل ذات النطاقات في المواد المدرفلة. يقوم بتكرير الحبوب ويمكن استخدامه كمعالجة حرارية قبل التبريد.

2. الفولاذ مفرط اليوتكتويد: التطبيع يمكن أن يزيل شبكة السمنتيت الثانوية ويصقل البرليت، مما يحسن الخواص الميكانيكية وتسهيل التلدين الكروي اللاحق.

3. صفائح فولاذية رفيعة منخفضة الكربون، مسحوبة بعمق: التطبيع يمكن أن يزيل السمنتيت الحر عند حدود الحبوب، مما يحسن أداء السحب العميق.

4. الفولاذ منخفض الكربون والفولاذ منخفض الكربون منخفض السبائك: يمكن أن تؤدي عملية التطبيع إلى الحصول على هياكل بيرليت أكثر دقة وقشارية، وزيادة الصلابة إلى HB140-190، وتجنب ظاهرة "السكين الملتصقة" أثناء القطع، وتحسين القدرة على التشغيل الآلي. في الحالات التي يمكن فيها استخدام كل من التطبيع والتليين للفولاذ متوسط ​​الكربون، فإن التطبيع يكون أكثر اقتصادية وملاءمة.

5. الفولاذ الهيكلي العادي ذو الكربون المتوسط: يمكن استخدام التطبيع بدلاً من التبريد والتلطيف بدرجة الحرارة العالية عندما لا تكون هناك حاجة إلى خصائص ميكانيكية عالية، مما يجعل العملية بسيطة ويضمن هيكل وحجم فولاذي مستقر.

6. تطبيع درجة الحرارة العالية (150-200 درجة مئوية فوق Ac3): تقليل فصل مكونات المسبوكات والمطروقات بسبب ارتفاع معدل الانتشار في درجات حرارة عالية. يمكن تكرير الحبوب الخشنة عن طريق التطبيع الثاني اللاحق عند درجة حرارة أقل.

7. سبائك الفولاذ منخفضة ومتوسطة الكربون المستخدمة في التوربينات البخارية والغلايات: يتم استخدام التطبيع للحصول على هيكل بينيت، يليه تقسية درجة الحرارة العالية لمقاومة جيدة للزحف عند 400-550 درجة مئوية.

8. بالإضافة إلى الأجزاء الفولاذية والمواد الفولاذية، يتم استخدام التطبيع أيضًا على نطاق واسع في المعالجة الحرارية لحديد الدكتايل للحصول على مصفوفة بيرليت وتحسين قوة حديد الدكتايل. تشتمل خصائص التطبيع على تبريد الهواء، وبالتالي فإن درجة الحرارة المحيطة وطريقة التكديس وتدفق الهواء وحجم قطعة العمل كلها لها تأثير على الهيكل والأداء بعد التطبيع. يمكن أيضًا استخدام هيكل التطبيع كطريقة تصنيف لسبائك الفولاذ. عادةً، يتم تصنيف سبائك الفولاذ إلى فولاذ البرليت، وفولاذ بينيت، وفولاذ مارتنسيت، وفولاذ الأوستينيت، اعتمادًا على الهيكل الذي يتم الحصول عليه عن طريق تبريد الهواء بعد تسخين عينة يبلغ قطرها من 25 مم إلى 900 درجة مئوية.

4. التلدين

1. ما هو التلدين؟
التلدين هو عملية المعالجة الحرارية للمعادن. وهي تنطوي على تسخين المعدن ببطء إلى درجة حرارة معينة، والحفاظ عليه عند درجة الحرارة هذه لمدة معينة، ثم تبريده بمعدل مناسب. يمكن تصنيف التلدين إلى التلدين الكامل، والتليين غير المكتمل، والتليين المخفف للإجهاد. يمكن تقييم الخواص الميكانيكية للمواد الملدنة من خلال اختبارات الشد أو اختبارات الصلابة. يتم توفير العديد من الفولاذ في الحالة الملدنة. يمكن تقييم صلابة الفولاذ باستخدام جهاز اختبار صلابة روكويل، الذي يقيس صلابة HRB. بالنسبة للألواح الفولاذية الرقيقة، وشرائط الفولاذ، والأنابيب الفولاذية ذات الجدران الرقيقة، يمكن استخدام جهاز اختبار صلابة روكويل السطحي لقياس صلابة العلاج التعويضي بالهرمونات.

2. الغرض من التلدين هو:
- تحسين أو إزالة العيوب الهيكلية المختلفة والضغوط المتبقية التي يسببها الفولاذ في عمليات الصب والتزوير والدرفلة واللحام لمنع التشوه والتشقق.أجزاء الصب يموت.
- تليين قطعة العمل للقطع.
- صقل الحبوب وتحسين الهيكل لتعزيز الخواص الميكانيكية لقطعة الشغل.
- تحضير الهيكل للمعالجة الحرارية النهائية (التبريد والتلطيف).

3. عمليات التلدين الشائعة هي:
① التلدين الكامل.
لتحسين الخواص الميكانيكية للفولاذ المتوسط ​​والمنخفض الكربون بعد الصب والتزوير واللحام، من الضروري تحسين الهيكل الخشن المحموم. تتضمن العملية تسخين قطعة العمل إلى درجة حرارة 30-50 درجة مئوية فوق النقطة التي يتحول عندها كل الفريت إلى أوستينيت، والحفاظ على درجة الحرارة هذه لفترة من الوقت، ثم تبريد قطعة العمل تدريجيًا في الفرن. عندما تبرد قطعة العمل، سوف يتحول الأوستينيت مرة أخرى، مما يؤدي إلى هيكل فولاذي أكثر دقة.

② التلدين الكروي.
لتقليل الصلابة العالية لفولاذ الأدوات وفولاذ التحمل بعد الحدادة، تحتاج إلى تسخين قطعة العمل إلى درجة حرارة تتراوح بين 20-40 درجة مئوية فوق النقطة التي يبدأ عندها الفولاذ في تكوين الأوستينيت، وإبقائها دافئة، ثم تبريدها ببطء. عندما تبرد قطعة العمل، يتحول السمنتيت الرقائقي الموجود في البيرلايت إلى شكل كروي، مما يقلل من صلابة الفولاذ.

③ التلدين متساوي الحرارة.
تُستخدم هذه العملية لتقليل الصلابة العالية لبعض أنواع الفولاذ الإنشائي من سبائك ذات محتوى عالٍ من النيكل والكروم لمعالجة القطع. عادة، يتم تبريد الفولاذ بسرعة إلى درجة حرارة الأوستينيت غير المستقرة ثم يتم الاحتفاظ به عند درجة حرارة دافئة لفترة محددة من الزمن. يؤدي هذا إلى تحول الأوستينيت إلى تروستايت أو سوربيت، مما يؤدي إلى تقليل الصلابة.

④ إعادة التبلور الصلب.
يتم استخدام هذه العملية لتقليل تصلب الأسلاك المعدنية والألواح الرقيقة التي تحدث أثناء السحب على البارد والدرفلة على البارد. يتم تسخين المعدن إلى درجة حرارة تتراوح عمومًا بين 50 و150 درجة مئوية تحت النقطة التي يبدأ عندها الفولاذ في تكوين الأوستينيت. وهذا يسمح بالتخلص من تأثيرات تصلب العمل وتنعيم المعدن.

⑤ التلدين بالجرافيت.
من أجل تحويل الحديد الزهر الذي يحتوي على نسبة عالية من السمنتيت إلى حديد زهر قابل للتشكيل يتمتع بمرونة جيدة، تتضمن العملية تسخين الصب إلى حوالي 950 درجة مئوية، والحفاظ على درجة الحرارة هذه لفترة محددة، ثم تبريده بشكل مناسب لتكسير السمنتيت و توليد الجرافيت الندف.

⑥ التلدين بالانتشار.
يتم استخدام هذه العملية لتوحيد التركيب الكيميائي لمسبوكات السبائك وتحسين أدائها. تتضمن الطريقة تسخين المسبوكة إلى أعلى درجة حرارة ممكنة دون ذوبان، والحفاظ على درجة الحرارة هذه لفترة طويلة، ثم تبريدها ببطء. وهذا يسمح للعناصر المختلفة في السبيكة بالانتشار والتوزيع بشكل موحد.

⑦ الصلب تخفيف الإجهاد.
يتم استخدام هذه العملية لتقليل الضغط الداخلي في المسبوكات الفولاذية والأجزاء الملحومة. بالنسبة لمنتجات الصلب التي تبدأ في تكوين الأوستينيت بعد التسخين عند درجة حرارة أقل من 100-200 درجة مئوية، يجب أن تبقى دافئة ثم تبرد في الهواء من أجل التخلص من الإجهاد الداخلي.

إذا كنت تريد معرفة المزيد أو الاستفسار، فلا تتردد في الاتصالinfo@anebon.com.

تتمثل مزايا Anebon في تقليل الرسوم، وفريق الدخل الديناميكي، ومراقبة الجودة المتخصصة، والمصانع القوية، والخدمات عالية الجودةخدمة تصنيع الألمنيوموأجزاء تحول التصنيع باستخدام الحاسب الآليصنع الخدمة. حدد Anebon هدفًا للابتكار المستمر للنظام، والابتكار الإداري، وابتكار النخبة وابتكار القطاع، وإفساح المجال كاملاً للمزايا الشاملة، وإجراء تحسينات باستمرار لدعم ممتاز.