المعالجة الحرارية للإطار الرئيسي لآلات AHYW
تعتمد آنهوي Yawei حاليًا المعالجة الحرارية لجميع إطارات الآلات الصفائح المعدنية والتي يمكن أن تقضي على الإجهاد المادي مع تشوه صغير لفترة طويلة باستخدام ، تتضمن بشكل رئيسي الإطارات الرئيسية لـ CNC Synchro Pressbuges ، cnc backbugke auto backgauges ، آلات القطع بالليزر الليفة الإطار الرئيسي.
المعالجة الحرارية (أو المعالجة الحرارية ) هي مجموعة من العمليات الصناعية وعمليات تصنيع المعادن المستخدمة في تغيير الخواص المادية ، وفي بعض الأحيان الكيميائية ، لمادة ما. التطبيق الأكثر شيوعا هو المعدنية . تستخدم العلاجات الحرارية أيضًا في تصنيع العديد من المواد الأخرى ، مثل الزجاج . تتضمن المعالجة الحرارية استخدام التدفئة أو التبريد ، عادة في درجات الحرارة القصوى ، لتحقيق نتيجة مرغوبة مثل تصلب المادة أو تليينها. وتشمل أساليب المعالجة الحرارية الصلب ، وتصلب الحالة ، وتقوية الأمطار ، والتلطيف ، والتطبيع ، والتبريد . من الجدير بالذكر أنه على الرغم من أن مصطلح المعالجة الحرارية لا ينطبق إلا على العمليات التي يتم فيها التسخين والتبريد للغرض المحدد المتمثل في تغيير الخصائص عن قصد ، غالباً ما تحدث التسخين والتبريد بالمصادفة أثناء عمليات التصنيع الأخرى مثل التشكيل الساخن أو اللحام.
تتكون المواد المعدنية من بنية مجهرية من بلورات صغيرة تسمى "الحبوب" أو البلورات. تعتبر طبيعة الحبوب (أي حجم الحبيبات وتكوينها) واحدة من أكثر العوامل فعالية التي يمكن أن تحدد السلوك الميكانيكي الكلي للمعدن. يوفر المعالجة الحرارية طريقة فعالة لمعالجة خصائص المعدن عن طريق التحكم في معدل الانتشار ومعدل التبريد داخل البنية المجهرية. غالباً ما يتم استخدام المعالجة الحرارية لتغيير الخواص الميكانيكية لسبائك معدنية ، وخصائص التلاعب مثل الصلابة والقوة والصلابة والليونة والمرونة.
هناك نوعان من الآليات التي قد تغير خصائص سبيكة أثناء المعالجة الحرارية: تشكيل مارتسينت يتسبب في تشوه البلورات جوهريا ، وآلية الانتشار تسبب تغيرات في تجانس السبائك.
يتكون الهيكل البلّوري من ذرات يتم تجميعها في ترتيب محدد للغاية ، يدعى بشبكة شعرية. في معظم العناصر ، سيقوم هذا الترتيب بإعادة ترتيب نفسه ، اعتمادًا على ظروف مثل درجة الحرارة والضغط. قد تحدث عملية إعادة الترتيب هذه ، والتي يطلق عليها التآزر أو تعدد الأشكال ، عدة مرات ، في درجات حرارة مختلفة لمعدن معين. في هذه السبائك ، قد يؤدي إعادة الترتيب إلى عنصر لا يؤدي عادةً إلى إذابة المعدن الأساسي ليصبح قابلاً للذوبان بشكل مفاجئ ، في حين أن عكس التآلو سوف يجعل العناصر غير قابلة للذوبان جزئيًا أو كليًا.
عندما تكون عملية الانتشار في الحالة القابلة للذوبان ، تتسبب في انتشار ذرات العنصر المذاب ، في محاولة لتشكيل توزيع متجانس داخل بلورات المعدن الأساسي. إذا تم تبريد السبيكة إلى حالة غير قابلة للذوبان ، فقد تنتقل ذرات المكونات المذابة (الذائبة) من المحلول. هذا النوع من الانتشار ، يسمى الهطول ، يؤدي إلى التنوي ، حيث تتجمع الذرات المهاجرة معاً على حدود الحبوب. ويشكل هذا بنية مجهرية تتكون بشكل عام من مرحلتين أو أكثر من المراحل المميزة. على سبيل المثال ، تشكل الطبقات التي تم تبريدها ببطء ، شكلاً من الألواح المرققة يتألف من طبقات متعاقبة من الفريت والسمنتايت ، لتصبح لؤلؤة ناعمة. بعد تسخين الفولاذ إلى طور الأوستينيت ثم إخماده في الماء ، ستكون البنية المجهرية في مرحلة martensitic. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الصلب سيتغير من مرحلة الأوستينيت إلى مرحلة مارتينسيت بعد التسقية. تجدر الإشارة إلى أن بعض اللآلئ أو الفريت يمكن أن يكون موجودًا إذا لم يبرد البرودة بسرعة عن كل الصلب.
بخلاف السبائك القائمة على الحديد ، فإن معظم السبائك القابلة للعلاج بالحرارة لا تواجه تحولات الفريت. في هذه السبائك ، فإن التنوي على حدود الحبوب غالباً ما يعزز بنية مصفوفة البلورة. هذه المعادن تصلب من هطول الأمطار. عادة ما تكون العملية بطيئة ، اعتمادا على درجة الحرارة ، وغالبا ما يشار إليها باسم "تصلب العمر".
العديد من المعادن وغير المعادن تحمل تحولات مارسينت عندما تبرد بسرعة (مع وسائل الإعلام الخارجية مثل النفط والبوليمر والماء وما إلى ذلك). عندما يتم تبريد المعدن بسرعة ، قد لا تتمكن الذرات غير القابلة للذوبان من الهجرة خارج الحل في الوقت المناسب. وهذا ما يسمى "التحول غير الانتقائي". عندما تتغير مصفوفة البلورة إلى ترتيب درجات الحرارة المنخفضة ، تصبح ذرات المذاب محصورة داخل الشبكة. تمنع الذرات المحتبسة مصفوفة البلورة من التغير تمامًا في درجة الحرارة المنخفضة ، مما يخلق إجهاد القص داخل الشبكة. عندما يتم تبريد بعض السبائك بسرعة ، مثل الفولاذ ، فإن تحويل martensite يقوي المعدن ، بينما في غيرها ، مثل الألومنيوم ، تصبح سبيكة أكثر ليونة.
آثار الوقت ودرجة الحرارة
مخطط تحويل درجة الحرارة الزمنية (TTT) للصلب. تمثل المنحنيات الحمراء معدلات تبريد مختلفة (سرعة) عند تبريدها من درجة الحرارة الحرجة العليا (A3). تنتج V1 مارتينسايت. وقد V2 لؤلؤيت مختلطة مع martensite ، V3 تنتج bainite ، جنبا إلى جنب مع pearlite و matensite.
يتطلب المعالجة الحرارية المناسبة التحكم الدقيق في درجة الحرارة ، والوقت الذي يتم عقده عند درجة حرارة معينة ومعدل التبريد. [12]
وباستثناء تخفيف الإجهاد والتلطيف والشيخوخة ، تبدأ معظم المعالجات الحرارية بتسخين سبيكة تتجاوز درجة الحرارة العليا (A 3 ). يشار إلى هذه الحرارة باسم "إلقاء القبض" لأنه في درجة حرارة A 3 ، يمر المعدن بفترة من التخلف. عند هذه النقطة ، يتم استخدام جميع الطاقة الحرارية للتسبب في تغير البلورة ، لذلك تتوقف درجة الحرارة عن الارتفاع لفترة قصيرة (اعتقالات) ثم تواصل التسلق بمجرد اكتمال التغيير. [13] لذلك ، يجب تسخين السبائك فوق درجة الحرارة الحرجة حتى يحدث التحول. عادةً ما يتم الاحتفاظ بالسبيكة عند درجة الحرارة هذه بما يكفي للحرارة لتخترق السبيكة تمامًا ، مما يجعلها حلاً صلبًا تمامًا.
لأن الحجم الصغير للحبيبات عادة ما يعزز الخواص الميكانيكية ، مثل المتانة وقوة القص وقوة الشد ، يتم تسخين هذه المعادن إلى درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة الحرجة العليا ، وذلك لمنع نمو حبيبات المحلول بشكل كبير . على سبيل المثال ، عندما يتم تسخين الفولاذ فوق درجة الحرارة الحرجة العليا ، تكون الحبوب الصغيرة من شكل الأوستينيت. هذه تنمو أكبر مع زيادة درجة الحرارة. عندما تبرد بسرعة كبيرة ، خلال تحول martensite ، فإن حجم الحبوب الأوستينيت يؤثر تأثيرا مباشرا على حجم الحبوب martensitic. تحتوي الحبوب الكبيرة على حدود كبيرة للحبوب ، والتي تكون بمثابة نقاط ضعف في البنية. عادة ما يتم التحكم في حجم الحبوب لتقليل احتمال الكسر.
تحول الانتشار يعتمد على الوقت. عادةً ما يؤدي تبريد المعدن إلى تثبيط هطول الأمطار لدرجة حرارة أقل بكثير. الأوستينيت ، على سبيل المثال ، لا يوجد عادة إلا فوق درجة الحرارة الحرجة العليا. ومع ذلك ، إذا تم تبريد الأوستينيت بسرعة كافية ، فقد يتم كبح هذا التحويل لمئات من درجات الحرارة تحت درجة الحرارة الحرجة الأقل. مثل هذا الأوستينيت غير مستقر إلى حد كبير ، وإذا ما أعطيت وقتًا كافيًا ، فسيترسب إلى تركيبات مجهرية مختلفة من الفريت والسمنتيت. يمكن استخدام معدل التبريد للتحكم في معدل نمو الحبوب أو حتى يمكن استخدامه لإنتاج هياكل مجهرية جزئية من المارسينت ومع ذلك ، فإن تحول مارتينسيت مستقل عن الوقت. إذا تم تبريد السبيكة إلى درجة حرارة تحويل المارتسايت (Ms) قبل أن تتشكل هياكل مجهرية أخرى بالكامل ، فعادةً ما يحدث التحويل عند سرعة الصوت.
عندما يتم تبريد الأوستينيت بطئًا بما فيه الكفاية بحيث لا يحدث تحوّل في المارتينسيت ، فإن حجم حبة الأوستينيت سيكون له تأثير على معدل التنوي ، ولكن درجة الحرارة عمومًا ومعدل التبريد يتحكم في حجم الحبوب والبنية المجهرية. عندما يتم تبريد الأوستينيت ببطء شديد ، فإنه يشكل بلورات كبيرة من الفريت المملوءة بدهانات كروية من الإسمنت. يشار إلى هذه البنية المجهرية باسم "الكروي". إذا تبرد بشكل أسرع قليلا ، ثم تشكيل لؤلؤة خشن. حتى أسرع ، وسوف تشكل غرامة pearlite. إذا تم تبريده بشكل أسرع ، سيظهر bainite. وبالمثل ، ستتكون هذه الهياكل المجهرية أيضًا إذا تم تبريدها إلى درجة حرارة محددة ومن ثم الاحتفاظ بها لفترة معينة. [17]
يتم تسخين معظم السبائك غير الحديدية من أجل تشكيل حل. في كثير من الأحيان ، يتم تبريد هذه بسرعة كبيرة لإنتاج تحول martensite ، ووضع الحل في دولة مفرط. السبيكة ، في حالة أكثر ليونة بكثير ، قد تكون باردة. هذا العمل البارد يزيد من قوة وصلابة السبيكة ، والعيوب التي يسببها تشوه البلاستيك تميل إلى تسريع الترسيب ، مما يزيد من الصلابة بما هو طبيعي بالنسبة للسبائك. حتى لو لم يعمل البارد ، عادة ما تترسب المواد المذابة في هذه السبائك ، على الرغم من أن العملية قد تستغرق وقتًا أطول. في بعض الأحيان يتم تسخين هذه المعادن إلى درجة حرارة أقل من درجة الحرارة الحرجة (أ 1 ) ، مما يمنع التبلور ، من أجل تسريع الترسيب.
التلدين للصفائح المعدنية
الصلب (علم المعادن)
يتكون التليين من تسخين المعدن إلى درجة حرارة محددة ومن ثم التبريد عند معدل ينتج عنه بنية مجهرية مكررة ، إما فصل المكونات بشكل كامل أو جزئي. معدل التبريد بطيء بشكل عام. غالبا ما يستخدم التلدين لتليين المعدن من أجل العمل البارد ، لتحسين القدرة على الماكينات ، أو لتعزيز الخصائص مثل التوصيل الكهربائي.
في السبائك الحديدية ، يتم تحقيق التلدين عادة عن طريق تسخين المعدن ما وراء درجة الحرارة الحرجة العليا ثم التبريد ببطء شديد ، مما يؤدي إلى تشكيل لؤلؤة. في كل من المعادن النقية والعديد من السبائك التي لا يمكن معالجتها بالحرارة ، يستخدم التلدين لإزالة الصلابة الناتجة عن العمل البارد. يتم تسخين المعدن إلى درجة الحرارة حيث يمكن أن يحدث التبلور ، وبالتالي إصلاح العيوب الناجمة عن تشوه البلاستيك. في هذه المعادن ، يكون معدل التبريد عادة أقل تأثير. كما أن معظم السبائك غير الحديدية التي يمكن معالجتها بالحرارة هي أيضا مبطنة للتخفيف من صلادة العمل البارد. قد يتم تبريدها ببطء للسماح بترسيب كامل للمكونات وإنتاج بنية مجهرية دقيقة.
عادةً ما تكون السبائك الحديدية إما "ملوثة بالكامل" أو "عملية ملدنة". يتطلب التلدين الكامل معدلات تبريد بطيئة للغاية ، من أجل تشكيل لؤلؤي خشن. في عملية التلدين ، قد يكون معدل التبريد أسرع ؛ ما يصل إلى ، بما في ذلك تطبيع. الهدف الرئيسي لعملية التلدين هو إنتاج بنية مجهرية موحدة. غالباً ما تخضع السبائك غير الحديدية لمجموعة متنوعة من تقنيات التلدين ، بما في ذلك "التلدين على إعادة التبلور" ، "التلدين الجزئي" ، "التلدين الكامل" ، و "التلدين النهائي". ليست كل التقنيات الصلبة تنطوي على إعادة البلورة ، مثل تخفيف الإجهاد.
