المعالجة الحرارية "أربعة حرائق"

1. التطبيع

لا تصف كلمة "التطبيع" طبيعة العملية. وبتعبير أدق، إنها عملية تجانس أو تنقية حبيبات مصممة لجعل التركيبة متسقة في جميع أنحاء القطعة. من وجهة نظر حرارية، فإن التطبيع هو عملية تبريد في حالة سكون أو نسيم بعد قسم تسخين الأوستينيت. عادةً ما يتم تسخين قطعة العمل إلى حوالي 55 درجة مئوية فوق النقطة الحرجة على مخطط طور Fe-Fe3C. يجب تسخين هذه العملية للحصول على طور أوستينيت متجانس. تعتمد درجة الحرارة الفعلية المستخدمة على تركيبة الفولاذ، ولكنها عادةً ما تكون حوالي 870 درجة مئوية. نظرًا للخصائص المتأصلة للفولاذ المصبوب، يتم إجراء التطبيع عادةً قبل تشغيل السبائك وقبل تصليد مصبوبات الفولاذ والمطروقات. لا يُصنف الفولاذ المقسى بالتبريد الهوائي على أنه فولاذ مُتطبيع لأنه لا يكتسب البنية الدقيقة البيرليتية النموذجية للفولاذ المُتطبيع.

2. التلدين

التلدين هو مصطلح يشير إلى طريقة معالجة تعتمد على التسخين والتثبيت عند درجة حرارة مناسبة، ثم التبريد بمعدل مناسب، وذلك أساسًا لتليين المعدن مع إحداث خصائص مرغوبة أخرى أو تغييرات في البنية المجهرية. تشمل أسباب التلدين تحسين قابلية التشغيل الآلي، وسهولة التشغيل البارد، وتحسين الخواص الميكانيكية أو الكهربائية، وزيادة ثبات الأبعاد، وغيرها. في السبائك القائمة على الحديد، عادةً ما يُجرى التلدين فوق درجة الحرارة الحرجة العليا، إلا أن تركيبة الزمن ودرجة الحرارة تختلف اختلافًا كبيرًا في نطاق درجة الحرارة ومعدل التبريد، اعتمادًا على تركيبة الفولاذ وحالته والنتائج المرجوة. عند استخدام كلمة التلدين بدون أي صفة، يكون التلدين الكامل هو الخيار الافتراضي. عندما يكون تخفيف الإجهاد هو الغرض الوحيد، تُسمى العملية تخفيف الإجهاد أو التلدين بتخفيف الإجهاد. أثناء التلدين الكامل، يُسخن الفولاذ إلى 90-180 درجة مئوية فوق A3 (فولاذ تحت اليوتكتويد) أو A1 (فولاذ فوق اليوتكتويد)، ثم يُبرد ببطء لتسهيل قطعه أو ثنيه. عند التلدين الكامل، يجب أن يكون معدل التبريد بطيئًا جدًا لإنتاج بيرليت خشن. في عملية التلدين، لا يلزم التبريد البطيء، لأن أي معدل تبريد أقل من A1 سيُعطي نفس البنية الدقيقة والصلابة.

3. الإخماد

التبريد هو التبريد السريع لأجزاء الفولاذ من درجة حرارة الأوستنيت أو المحلول، وعادة ما تكون من نطاق 815 إلى 870 درجة مئوية. يمكن تبريد الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ عالي السبائك لتقليل الكربيد الموجود في حدود الحبوب أو لتحسين توزيع الفريت، ولكن بالنسبة لمعظم أنواع الفولاذ، بما في ذلك الفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك والفولاذ المستخدم في الأدوات، فإن التبريد هو للتبريد المجهري. يتم الحصول على كمية متحكم فيها من المارتنسيت في الأنسجة. الهدف هو الحصول على البنية الدقيقة المطلوبة أو الصلابة أو القوة أو المتانة مع أقل احتمالية للإجهاد المتبقي والتشوه والتشقق قدر الإمكان. تعتمد قدرة عامل التبريد على تقوية الفولاذ على خصائص التبريد لوسط التبريد. يعتمد تأثير التبريد على تركيبة الفولاذ ونوع عامل التبريد وظروف استخدام عامل التبريد. كما أن تصميم وصيانة نظام التبريد هو مفتاح نجاح التبريد.

4. التلطيف

في هذه المعالجة، يُسخَّن الفولاذ المُصلَّب أو المُعَيَّر إلى درجة حرارة أقل من النقطة الحرجة الدنيا، ويُبرَّد بمعدل معتدل، وذلك أساسًا لزيادة اللدونة والمتانة، ولكن أيضًا لزيادة حجم حبيبات المصفوفة. أما عملية تقسية الفولاذ، فهي إعادة تسخينه بعد التقسية للحصول على قيمة معينة من الخواص الميكانيكية، وتخفيف إجهاد الإخماد لضمان ثبات أبعاده. وعادةً ما يتبع التقسية الإخماد من درجة الحرارة الحرجة العليا.