أربعة أنواع من المعالجة الحرارية للبكرات؟

التبريد السريع هو نوع من المعالجة الحرارية يُستخدم لتصليد المعادن. ببساطة، يتضمن تسخين المعدن (مثل الفولاذ) إلى درجة حرارة عالية (800 درجة مئوية) والحفاظ على هذه الدرجة لفترة زمنية محددة لضمان بنية داخلية متجانسة (الوصول إلى الحالة الأوستنيتية)، ثم تبريده بسرعة عن طريق غمره في الماء أو الزيت أو الماء المالح. يؤدي هذا التبريد السريع إلى تكوين بنية بلورية أكثر صلابة (بنية مارتنسيتية فائقة الصلابة)، مما يزيد بشكل ملحوظ من صلابته وقوته. تخيل قطعة من الحديد المطاوع تُسخّن ثم تُغمر بسرعة في ماء مثلج - ستتصلب على الفور، لتصبح بصلابة الفولاذ ولكنها هشة للغاية بحيث لا تتحمل الإجهاد. لذلك، يُعاد تسخينها قليلاً (التطبيع) لتحقيق الصلابة والمتانة معًا.

بعد عملية التبريد السريع، تحقق بكرات الصلب 45 صلابة أعلى ومقاومة للتآكل.

استعارة التلدين (التلدين) : يشبه الأمر "سحب" المكون الهش والصلب بعد التبريد السريع، "تهدئته"، بحيث يكون صلبًا وقابلًا للطرق قليلاً.

يتضمن ذلك إعادة تسخين الفولاذ المروي إلى درجة حرارة أقل من النقطة الحرجة (عادة من 150 درجة مئوية إلى 650 درجة مئوية)، والحفاظ عليه عند درجة الحرارة تلك لفترة معينة، ثم تبريده (عادة التبريد بالهواء).

الغرض: القضاء على الإجهادات الداخلية الناتجة عن التبريد السريع أو تقليلها، ومنع التشوه والتشقق.

لتقليل الهشاشة، وتعزيز المتانة والليونة، وتثبيت البنية المجهرية وأبعاد العمل.

مع الحفاظ على صلابة وقوة معينة، يتم تحسين المتانة واللدونة بشكل ملحوظ للحصول على بنية مجهرية مستقرة ذات خصائص ميكانيكية شاملة ممتازة. وتُعدّ عملية التلدين الخطوة الحاسمة الأخيرة في المعالجة الحرارية، وهي التي تحدد الخصائص النهائية للقطعة المشغولة.

العلاقة بين التبريد السريع والتطبيع: يُعدّ التبريد السريع والتطبيع عمليتين متكاملتين لا تنفصلان. يهدف التبريد السريع إلى زيادة الصلابة، بينما يهدف التطبيع إلى إزالة الآثار السلبية للتبريد السريع وتعديل الخواص. ويُشار إلى الجمع بين هاتين العمليتين عادةً باسم "التبريد السريع والتطبيع".

ما هي عملية التلدين؟

تتضمن عملية التلدين تسخين المعدن (مثل الفولاذ) فوق درجة حرارته الحرجة، والحفاظ عليه عند تلك الدرجة لفترة زمنية محددة لتجانس بنيته الداخلية (الوصول إلى الحالة الأوستنيتية)، ثم تبريده ببطء (عادةً عن طريق التبريد داخل الفرن، والذي يتضمن إغلاق باب الفرن والسماح لقطعة العمل بالتبريد مع الفرن). يجب أن يكون معدل التبريد بطيئًا جدًا لتكوين بنية مستقرة ومتجانسة، وتحسين البلورات، والقضاء على الإجهادات الداخلية، وتقليل الصلابة والمتانة، وتحسين الليونة والمتانة، وتعزيز قابلية التشغيل، وتقليل خطر التشقق أثناء عمليات التصنيع اللاحقة.

ما المقصود بالتطبيع؟

تشبيه مجازي: مثل غرف الأرز من القدر وتركه يبرد بشكل طبيعي في الهواء حتى يصل إلى درجة حرارة دافئة، مما ينتج عنه قوام معتدل.

تتضمن هذه العملية تسخين المعدن (مثل الفولاذ) فوق درجة الحرارة الحرجة، مع تثبيته عند هذه الدرجة لفترة زمنية محددة لضمان بنية داخلية متجانسة، وذلك باستخدام درجات حرارة تسخين مماثلة أو أعلى قليلاً من تلك المستخدمة في عملية التلدين. بعد التثبيت، تُخرج قطعة العمل من الفرن وتُترك لتبرد بشكل طبيعي في هواء ساكن أو متدفق.

يكمن الفرق الرئيسي بين التطبيع والتلدين في معدل التبريد. يُمكن اعتبار التطبيع بمثابة "تلدين بمعدل تبريد أسرع"، مما ينتج عنه بنية مجهرية أدق من التلدين. ونتيجة لذلك، تكون قوة وصلابة ومتانة الحالة المُطَبَّعة أعلى قليلاً من تلك الخاصة بالحالة المُلدَّنة.