• المحاضرة بعنوان / المعالجات الحرارية ــ Heat treatments
• ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
• المعالجة الحرارية:
ـــــــــــــــــــــــــــــــــ
1. المعالجة الحرارية هي مجموعة عمليات من أجل تحسين الخصائص الفيزيائية وأحياناً الكيميائية للفلز , ينتج عن ذلك التحكم في مدى صلابة وليونة المنتج.
2. المعالجة الحرارية تقسم إلى عدة أقسام كلاً على حسب طريق التبريد ، إذ أن كل أنواع المعالجات الحرارية تتشابه في المراحل التسخين إلا أنهم يختلفون في عملية التبريد.
3. المعالجة الحرارية عملية يتم فيها تسخين وتبريد الفلزات الجامدة وسبائكها بطريقة معينة للحصول على الخواص المطلوبة ، تستخدم للفلزات والسبائك الحديدية وللافلزات والسبائك غير الحديدية.
4. المعالجة الحرارية تتم عن طريق أفران عديدة وبمواصفات عالمية تتيح تسجيل المخطط البياني للتعامل الحراري من المشغولات , تسخين المعدن إلى درجة حرارة معينة ثم الاحتفاظ به عند تلك الدرجة لفترة من الزمن ثم التبريد بمعدل محدد .
• المعالجات الحرارية للمعادن :
تحتاج إلى تسجيل لدرجة الحرارة بصفة مستمرة وزمن إجراء خطوات المعالجة , وغير مسموح بعمل معالجة حرارية موضعية الا لبعض الأعمال , تجرى غالباً عمليات المعالجة الحرارية , لتغيير خواص المعدن ومنها:
1. زيادة الصلادة. قدرة المادة على خدش مواد أخرى ، أو مقاومتها للخدش , أو أنها لفظ يعبر عن مقدار المقاومة التي يبديها المعدن تجاه الخدش والتآكل.
2. زيادة المطيلية والمتانة. قدرة المادة على القابلية العالية للتشكيل ، فهي خاصية ميكانيكية تستخدم لوصف مادة يمكن أن تتشكل بشكل لدن بدون أن تنكسر.
3. إزالة تأثيرات عمليات التشكيل على البارد. يعتبر تشكيل المعادن من أهم طرق الإنتاج في الصناعات الميكانيكية , وتعتبر طريقة إزالة تأثيرات عمليات التشكيل على البارد من العمليات الهامة.
4. زيادة قابلية المعدن لعمليات التشكيل والتشغيل. عملية هامة لعمليات التشكيل على البارد والساخن , وتساعد في عمليات التشكيل والتشغيل مثل الدرفله والسحب والبثق والحدادة والسحب العميق والطرق والضغط والكبس
5. إزالة الإجهادات الداخلية الناتجة عن عمليات التشغيل. تشغيل المعادن ، هي عملية الشغل بالفلزات لخلق أجزاء مستقلة أو مجمعة, نتيجة لبعض العمليات التشغيل يحتاج المعدن إزالة الاجهادات , عن طريق إجراء بعض عمليات المعالجة الحرارة.
• المعاملات الحرارية للسبائك الحديدية:
1. التقسية: Hardening
عملية تسخين الصلب إلى ما فوق درجة حرارته الحرجة بقليل ثم تبريده فجأة في أي وسط مناسب (زيت, ماء, هواء) و ذلك لزيادة صلادة الصلب.
2. التخمير : Annealing
تسخين الصلب المقسى أو المصلد إلى ما فوق درجة حرارته الحرجة ثم تبريده ببطيء لإزالة قصافته الناتجة عن عمليات التشغيل على البارد.
3. المراجعة: Tempering
تسخين الصلب المقسى أو المصلد إلى درجات مختلفة تحت درجة حرارته الحرجة ثم تبريده بهدف تقليل صلادته العالية و قصافته. كلما ارتفعت درجة الحرارة التي يراجع عليها كلما قلت صلادته و زادت ليونته.
4. الاستعدال: Normalizing
تسخين الصلب إلى ما فوق درجة حرارته الحرجة ثم تركه يبرد فى الهواء الساكن الأمر الذي يؤدي إلى تغيير شكله البلوري الداخلي.
5. التغليف: Case Hardening
الهدف من تغليف السطح الخارجي للمعادن هو الحصول على طبقة خارجية صلدة تقاوم الاحتكاك والتآكل مع ترك قلب الجزء الداخلي لدينا و تتم هذه العملية بإدخال الكربون على السطح الخارجي وتسمى هذه العملية بعملية الكربنة.
• أهداف المعالجـة السطحــيـة:
1. زيادة مقاومة , تعديل الابعاد , تحسين مقاومة , تقـليــل التكـالـيــف.
2. التحكم في نسب الكسـر والتـأكـل , تغير الخواص الفيزيائية مثل التوصيلية والمقاومـة.
• معـالجــة السطــح بالتغـليــف:
1. التغطية العضويـة ـ تستخــدم فـى الـدهـانــات والإسمنت أو يتـم وضــع مسحوق بـدرة ذو تـزيت سطــح المعــدن.
2. التغطـيـة الغـيـر عـضــويـة ـ فـى الطـلاء الكهربي والحـرارى والتسخين العمـيق والتصـلــد الوجهي للمعــدن مثــل الـزجــاج والخزفيات.
• تصلد الاسطح :
تكوين سطح يقاوم التآكل وقلب يمتص الصدمات مثل عمود المرفق للتقسية السطحية اعتماد على نسبة الكربون في الصلب زيادة نسبة الكربون في سطح المعدن المحتوى علي القليل من الكربون المعالجة الحرارية للمعادن بالتسخين باللهب التي تحتوى علي نسبة عالية أو متوسطة من الكربون وتجرى عملية تصلد الاسطح بأشكال مختلفة .
• الكــربنــة:
1. هي أقدم وسيلة لإنتاج سطح مقسي من الصلب الذي يحتوى على كربون قليل .
2. يسخن الصلب المحتوى على نسبة قليلة من الكربون عادة أقل من 0.25% كربون إلى درجة الاحمرار , ويكون في نفس الوقت ملامس لبعض المواد الكربونية والتي تكون إما في صورة صبة أو سائلة أو غازية , وفي درجة حرارة معينة يتحد الصلب مع نسبة من الكربون ، ويخترق الكربون سطح المعدن ليكون مزيج متجمد مع الحديد ويتكون سطح غني بالكربون ، وباستمرار العملية ينفذ الكربون إلى داخل الجزء الجار كربنته -ويعتمد عمق السطح المقسى على طول الفترة الزمنية والحرارة المستخدمة , بعد ذلك يحتاج معاملة حرارية للمحافظة على خواصه المكتسبة.
• النتـردة الأيـونيــة (Ionitriding)
تشابه مبادئ هذه المعاملة ، والتي تسمى أحياناً بالنتردة بالبلازما ، مبادئ الطلاء الأيوني ، حيث تنجذب أيونات مادة الطلاء إلى سطح المعدات المراد طلاؤها . تربط المعدات المراد نتردتها أيونياً كقطب سالب في وعاء يحوى النتروجين تحت ظروف التفريغ الهوائي التام تقريباً (1 – 10ميلى بار ) يتأين النتروجين تحت هذا الضغط الواطئ وبتأثير فرق جهد كهربائي مقداره (500 – 1000 فولت ) ، وتنطلق الأيونات باتجاه المعدات السالبة الشحنة وتخترق سطوحها بتأثير الاصطدام تتحول طاقة الأيونات الحركية إلى حرارة ، بحيث أن سطح الفولاذ يسخن إلى درجة حرارة النتردة (400 - 600°م) تحاط المعدات بشكل كامل بالغاز المتأين ، بحيث أن نتردة سطح الفولاذ والسمك المطلوب تحقيقه ، بين عشر دقائق وثلاثين ساعة بعد انتهاء المعاملة تبرد المعدات تحت ضغط واطئ لمنع الأكسدة وتفادى التشوه تكون درجة التحكم في هذه المعاملة أفضل من معاملة النتردة الاعتيادية.
• ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ إعداد/ بدرالدين أحمد
تعليقات
إرسال تعليق