التبريد والتلطيف: عملية المعالجة الحرارية للصلب وتحسين الأداء
التبريد والتلطيف (التبريد + التقسية) هي عملية معالجة حرارية شائعة للصلب، وعادةً ما تستخدم لتحسين خصائص الفولاذ. الغرض الرئيسي من التبريد والتلطيف هو تحقيق هيكل تنظيمي متوازن للصلب من خلال عمليات التسخين والتبريد المناسبة، وبالتالي تحسين قوته وصلابته وصلابته. تتضمن هذه العملية عادةً الخطوات التالية:
- التسخين (الأوستينيت): يتم تسخين الفولاذ أولاً فوق درجة حرارته الحرجة (أي درجة حرارة الأوستنيت)، مما يؤدي إلى تحوله بالكامل إلى الأوستينيت (الأوستينيت)، وهو هيكل فولاذي عالي الحرارة.
- النقع: يتم حفظ الفولاذ في درجة حرارة عالية لفترة من الزمن لضمان تجانس الهيكل. تساعد هذه الخطوة على تحسين صلابة المادة.
- التبريد (التبريد): يتم تبريد الفولاذ بسرعة، مما يؤدي إلى تحول الأوستينيت بسرعة إلى مارتنسيت، وبالتالي زيادة الصلابة. يعد اختيار وسط التبريد والتحكم في معدل التبريد أمرًا بالغ الأهمية لنجاح عملية التبريد والتلطيف.
- التقسية: عادة ما يكون الفولاذ المروي والمقسى هشًا وقاسيًا للغاية، لذلك يحتاج إلى التقسية لتقليل الصلابة وتحسين المتانة. تتضمن هذه الخطوة إعادة تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أقل، وإبقائه دافئًا لفترة معينة من الوقت، ثم تبريده.
يتمتع الفولاذ المروي والمقسى بقوة وصلابة أعلى مع الحفاظ على درجة معينة من المتانة. وهذا يجعلها مناسبة للعديد من التطبيقات الهندسية، خاصة عندما يتطلب الأمر توازن القوة والمتانة. تجدر الإشارة إلى أن الأنواع المختلفة من الفولاذ ومعلمات التبريد والتلطيف المختلفة (درجة الحرارة، والوقت، ومعدل التبريد، وما إلى ذلك) ستؤدي إلى خصائص مختلفة. ولذلك، عند إجراء التبريد والتلطيف، يجب وضع خطة عملية مناسبة بناءً على تركيبة السبائك المحددة ومتطلبات التطبيق. غالبًا ما يتم استخدام الفولاذ الكربوني بدون معالجة حرارية نهائية، ولكن يمكن تلدينه أو تطبيعه أو تصليبه أو تلطيفه لتعزيز تصنيعه وخواصه الميكانيكية.
ss400 الفولاذ الطري
SSS400/Q235 عبارة عن فولاذ هيكلي عادي منخفض الكربون بمحتوى كربون يتراوح بين 0.12% و0.2%، وهو ما يعادل الفولاذ رقم 10 ورقم 20. من الناحية النظرية، يمكن إخماده للحصول على مارتنزيت، ولكن بسبب الكربون المارتنسيتي، يكون التشبع الفائق منخفضًا جدًا، والصلابة بعد التبريد منخفضة جدًا، حوالي 170HBS فقط. تبلغ صلابة هذا الفولاذ في حالة العرض حوالي 144HBS (تم تطبيعه قبل مغادرة المصنع). يمكن ملاحظة أنه عند التبريد باستخدام Q235، فإن زيادة القوة والصلابة ليست واضحة، ويجب أيضًا أن تواجه عيوب المعالجة الحرارية مثل التشوه، والتكسير، والأكسدة، وإزالة الكربنة، وتكلفة المعالجة الحرارية، وهو أمر غير اقتصادي تمامًا. يتم شراء الفولاذ الطري ss400 بشكل عام بدون معالجة حرارية. بشكل عام، يتم استخدامه في المشاريع الهندسية التي تتطلب كمية كبيرة من الفولاذ. الكمية ضخمة. يتم استخدامه عادة بعد الدرفلة على الساخن. الدرفلة على الساخن تعني تطبيع المعالجة الحرارية. هناك عدة أسباب لعدم المعالجة الحرارية:
- هذه المناسبات لا تتطلب متطلبات ميكانيكية عالية.
- حجم المكونات الفولاذية كبير جدًا، والمعالجة الحرارية غير عملية.
- المواد رخيصة، ومتطلبات الجودة منخفضة نسبيًا، وهي مصنوعة من الفولاذ منخفض الكربون، وبالتالي فإن تأثير المعالجة الحرارية ليس جيدًا جدًا.
- إذا كان عليك استخدام Q235 لتقويته، فيمكنك فقط كربته، ولكنه ليس فعالاً من حيث التكلفة.
1045/S45C الكربون الصلب
الفولاذ 1045/S45C عبارة عن فولاذ هيكلي مروي ومقسّى متوسط الكربون شائع الاستخدام. اللدونة الباردة لهذا الفولاذ متوسطة. التلدين والتطبيع أفضل قليلاً من التبريد والتلطيف. لديها قوة أعلى وإمكانية تشغيل أفضل. بعد المعالجة الحرارية المناسبة، يمكن الحصول على درجة معينة من المتانة واللدونة ومقاومة التآكل. مصدر المواد مريحة. مناسبة لحام الهيدروجين ولحام قوس الأرجون، ولكنها غير مناسبة لحام الغاز. التسخين المسبق مطلوب قبل اللحام، ويجب إجراء التلدين لتخفيف الضغط بعد اللحام. التطبيع يمكن أن يحسن أداء القطع للفراغات بصلابة أقل من 160HBS. بعد التبريد والتلطيف، يجب تحسين الخواص الميكانيكية الشاملة لهذا الفولاذ مقارنة بالفولاذ الهيكلي متوسط الكربون الآخر. ومع ذلك، فإن صلابة هذا الفولاذ منخفضة. القطر الحرج القابل للتصلب في الماء هو 12~17mm، وله ميل للتشقق أثناء التبريد بالماء. عندما يكون القطر أكبر من 80 مم، تكون خواصه الميكانيكية متشابهة بعد التسقية والتلطيف أو التطبيع. يمكن الحصول على قوة وصلابة أعلى بعد معالجة التبريد والتلطيف لأجزاء القالب المتوسطة والصغيرة.
تطبيقات الفولاذ الكربوني 1045/S45C:
- يمكن استخدامها كأحد المواد لتصنيع المفاتيح الإسفينية DIN 6883-1956؛ يمكن استخدامها لتصنيع مسامير من درجة 8.8 و9.8 M16 وما دون، ومسامير من درجة 10.9 وM22 وما دون، وصواميل من درجات 8 و9 و10، وحلقات من درجة 300HV، راجع JC/T 5057.40-1995 .
- يمكن استخدامها لتصنيع مسامير سداسية كبيرة عالية القوة للهياكل الفولاذية من درجة 8.8S M20 وما دونها، وصواميل سداسية كبيرة من درجة 10H أو 8H، وغسالات عالية القوة من درجة الأداء 35~45HRC. راجع GB/T 1231-2006.
25CrMo4٪2f35CrMo4٪2f42CrMo4الصلب كيو + تي
المواد المذكورة أعلاه كلها عبارة عن سبائك فولاذية منخفضة الكربون، وتحتوي على عناصر سبائك مثل الكروم والموليبدينوم، وتتميز بصلابة عالية وعدم هشاشة المزاج. تتمتع سبائك الفولاذ 25CrMo4 بقوة كافية في درجات الحرارة العالية أقل من 500 درجة، وقابلية لحام جيدة جدًا، وميل قليل لتشكيل شقوق باردة، وقابلية تشغيل جيدة ولدونة سلالة باردة. يتم استخدام الفولاذ 35CrMo4 عمومًا في الحالة المسقية والمقساة أو المكربنة والمروية. مواصفات المعالجة الحرارية لهذا الفولاذ: التبريد عند 880 درجة، تبريد الماء، تبريد الزيت؛ هدأ عند 500 درجة، تبريد المياه، تبريد الزيت. يتم استخدام سبائك الفولاذ 42CrMo4 لتصنيع أنابيب الضغط العالي ومثبتات مختلفة، والأجزاء المكربنة عالية الجودة مثل التروس والأعمدة التي تعمل في الوسائط والوسائط غير القابلة للتآكل مع درجات حرارة تشغيل أقل من 250 درجة وتحتوي على خليط من النيتروجين والهيدروجين.
