ستوفر هذه المقالة وصفًا مفصلاً إلى حد ما لما هو إعادة التبلور التلدين. بالإضافة إلى ذلك ، من أجل التعرف ، سيتم النظر في أنواع أخرى من العمل مع الفولاذ ، مما يحسن هيكله وقابلية تشغيل المعدن ، ويقلل من الصلابة ويخفف من الضغوط الداخلية. تعتمد جميع الخصائص الرئيسية للسبيكة على هيكل السبيكة ، والطريقة التي تغير الهيكل هي المعالجة الحرارية. تم تطوير إعادة التبلور الصلب والعديد من الأنواع الأخرى من المعالجة الحرارية بواسطة DK Chernov ، ثم تم تطوير هذا الموضوع بواسطة G. V. Kurdyumov ، AA Bochvar ، A. P. Gulyaev.
المعالجة الحرارية
هذا هو مزيج من عمليات التسخين المختلفة بمساعدة المعدات الخاصة والتكنولوجيا الخاصة ، مع التثبيت والتبريد ، والتي يتم تنفيذها بدقة في تسلسل معين وتحت أوضاع دقيقة من أجل تغيير الهيكل الداخلي للسبيكة والحصول على الخصائص المطلوبة. تنقسم المعالجة الحرارية إلى عدة أنواع. التلدين الأولالنوع ، الذي يستخدم على الإطلاق لأي معادن وسبائك ، لا يحدث تحولات طورية في الحالة الصلبة. إعادة التبلور يتم استخدام التلدين لتحقيق الخصائص التالية.
عند تسخين النوع الأول من التلدين ، تزداد حركة الذرات ، ويزول عدم التجانس الكيميائي كليًا أو جزئيًا ، ويقل الضغط الداخلي. كل هذا يتوقف على درجة حرارة التسخين ووقت الانتظار. التبريد البطيء مميز هنا. الاختلافات في هذه الطريقة هي التلدين بالتخلص من الإجهاد بعد الصب أو اللحام أو الكير ، التلدين بالانتشار ، التلدين بإعادة التبلور.
التلدين الثاني
هذا التلدين مخصص أيضًا للمعادن والسبائك التي تخضع لتحولات الطور أثناء التلدين بالحالة الصلبة - سواء عند التسخين أو عند التبريد. هنا ، الأهداف أوسع إلى حد ما من تلك التي يتم السعي إليها من خلال إعادة بلورة الصلب. يؤدي التلدين من النوع الثاني إلى بنية أكثر توازناً لمزيد من المعالجة للمواد. تختفي التحبب ، يتم سحقها ، تزداد اللزوجة واللدونة ، تقل الصلابة والقوة بشكل كبير. يمكن بالفعل قطع هذا المعدن. يتم التسخين في درجات حرارة أعلى بكثير من تلك الحرجة ، ويتم التبريد مع الفرن - ببطء شديد.
تشمل المعالجة الحرارية أيضًا تصلب السبائك من أجل القوة والصلابة. هنا ، على العكس من ذلك ، يتم تكوين بنية غير متوازنة ، مما يزيد من هذه المعلمات بسبب السوربيت ، والتروستيت ، والمارتينسيت. درجات الحرارة المستخدمة هي أيضًا أعلى بكثير من درجات الحرارة الحرجة ، لكن التبريد يحدث بسرعات عالية جدًا. النوع الرابعالمعالجة الحرارية - التقسية ، التي تخفف من الضغوط الداخلية ، وتقلل من الصلابة وتزيد من صلابة وليونة الفولاذ المتصلب. عند التسخين إلى درجات حرارة أقل من الحرجة ، يمكن أن يكون معدل التبريد موجودًا. تقلل التحولات من بنية عدم التوازن. هذه هي الطريقة التي تعمل بها إعادة بلورة الصلب.
اختيار الوضع
يمكن أن تكون المعالجة الحرارية أولية ونهائية. يستخدم الأول لإعداد خصائص المواد وهيكلها لمزيد من العمليات التكنولوجية (تحسين التشغيل الآلي ، والقطع ، ومعالجة الضغط). تشكل المعالجة الحرارية النهائية جميع خصائص المنتج النهائي. تعتمد كيفية اختيار وضع التلدين لإعادة التبلور على عملية وأهداف المعالجة الحرارية.
تدل على تسخين سبيكة أو معدن فوق درجة حرارة التبلور ، ولا تقل عن مائة أو مائتي درجة. ويتبع ذلك التعرض عند درجة الحرارة هذه للوقت المطلوب. التبريد هو المرحلة الأخيرة من هذه العملية. تنقسم هذه التقنية إلى التلدين الكامل والجزئي والقوام ، ويعتمد الاختيار على الغرض من إعادة التبلور الصلب.
التلدين الكامل
من الناحية العملية ، غالبًا ما نستخدم التلدين الكامل ، ولكن هنا تحتاج إلى الانتباه إلى حقيقة أن تلدين الفولاذ والتصلب هما عمليتان مختلفتان. أثناء عملية التلدين الخاصة بإعادة التبلور ، يتم تنفيذ إجراءات معينة تسبق العمل البارد للمعدن تحت الضغط لتسهيل المزيد من العمل معه ، أوالتلدين هو نوع الإخراج للمعالجة الحرارية ، عندما يتلقى المنتج النهائي أو المنتج شبه النهائي الخصائص المطلوبة. إما أن تكون هذه عملية وسيطة ، على سبيل المثال - لإزالة التصلب البارد بشكل فعال.
للإذابة المنتظمة لعناصر السبائك في المصفوفة ومن أجل الحصول على بنية مجهرية متجانسة بنفس خصائص المواد ، يتم إجراء التلدين في محلول خاص. تتطلب المعادن الحديدية إعادة بلورة التلدين عند درجات حرارة تتراوح بين 950 و 1200 درجة مئوية باستخدام محلول ملح Durferrit Glühkohle أو Durferrit GS 960.
الأهداف
في أغلب الأحيان ، يتم إعادة بلورة الصلب الصلب من أجل جلب هيكل المادة إلى المعلمات المرغوبة والضرورية لمزيد من العمل. يستخدم بعد المعالجة بالضغط ، إذا لم يمر التبلور البطيء بشكل كامل وهذا لا يسمح بإزالة التصلب.
تستخدم هذه التقنية عادةً في لفائف السبائك المدرفلة على الساخن ، حيث تكون القاعدة من الألومنيوم ، وكذلك بعد الدرفلة الباردة للألواح والشرائط والرقائق من مختلف السبائك والمعادن غير الحديدية (هنا من الضروري ذكر تلدين إعادة بلورة النيكل) والقضبان والأسلاك والفولاذ المشكل على البارد والأنابيب المسحوبة على البارد. إجراء منفصل هو التلدين في تصنيع المنتجات شبه المصنعة والمنتجات من المعادن غير الحديدية (بما في ذلك النيكل).
ظروف درجة الحرارة
تتطلب المواد المختلفة أوضاع معالجة حرارية مختلفة. عادة لا تستغرق العملية بأكملها أكثر من ساعة واحدة لإكمال التلدين المعاد التبلور ، ولكن نظام درجة الحرارة لكل سبيكة هو نظام خاص به. لذلك ، فإن السبائك القائمة على المغنيسيوم مطلوبة من 300 إلى 400 درجة مئوية ، وسبائك النيكل مطلوبة من 800 إلى 1150 درجة مئوية ، والفولاذ الكربوني مطلوب من 650 إلى 710 درجة مئوية ، حيث يكون التلدين إلزاميًا. لم يتم الوصول إلى نقطة الانصهار بشكل طبيعي.
سبائك الألومنيوم لا تحتاج إلى الكثير ، ما يكفي من 350 إلى 430 درجة مئوية ، ويتم إعادة بلورة الألمنيوم النقي عند درجات حرارة من 300 إلى 500 درجة مئوية. من 670 إلى 690 درجة مئوية مطلوب تيتانيوم لإعادة التبلور ، من 700 إلى 850 درجة مئوية مطلوبة تركيبات النحاس والنيكل ، من 600 إلى 700 درجة مئوية هناك حاجة إلى البرونز والنحاس الأصفر ، وحتى أقل من النحاس النقي ، يبدأ في إعادة التبلور من 500 درجة مئوية. مثل هذه الأنماط من التلدين لإعادة التبلور مطلوبة لبعض المعادن والسبائك.
معالجة انتشار المعادن
هذا النوع من التلدين يسمى بطريقة أخرى التجانس ، ويتم تنفيذه من أجل القضاء على عواقب الفصل التغصني. التلدين بالانتشار ضروري لسبائك الفولاذ حيث يتم تقليل مؤشر الليونة والصلابة بسبب الفصل داخل البلورات ، مما يؤدي إلى كسور صفائحية أو هشة. من الضروري تحقيق هيكل التوازن ، وبالتالي فإن معالجة الانتشار للمعدن المصبوب ضرورية. بالإضافة إلى ذلك ، فهو يحسن الخصائص الميكانيكية ويزيد من توحيد الخصائص في جميع أنحاء المنتج النهائي.
إليكم ما يحدثالعملية: يتم إذابة المراحل الزائدة ، ويتم تسوية التركيب الكيميائي ، وتظهر المسام وتنمو ، ويزيد حجم الحبوب. يتطلب هذا النوع من المعالجة الحرارية تعريض المعدن لفترة طويلة عند درجات حرارة أعلى من الحرجة (هنا يمكننا التحدث عن 1200 درجة مئوية).
معالجة حرارية متساوية
يوصى بهذا النوع من التلدين لسبائك الفولاذ حيث يتحلل الأوستينيت إلى الفريت والأسمنت في الخليط عند درجة حرارة ثابتة. يمكن أن يحدث هذا التحلل في أنواع أخرى من التلدين إذا كان هناك تبريد تدريجي بسبب انخفاض ثابت ومتتالي في درجة الحرارة. وبالتالي ، يتم تحقيق توحيد الهيكل ، ويتم تقليل وقت المعالجة الحرارية.
مخطط التلدين متساوي الحرارة على النحو التالي: أولاً ، التسخين إلى مؤشر يتجاوز النقطة الحرجة العليا بمقدار 50-70 درجة ، ثم خفض درجة الحرارة بمقدار 150 درجة. بعد ذلك ، يتم نقل الجزء الساخن إلى فرن أو حمام ، حيث لا تزيد درجة الحرارة عن 700 درجة مئوية. تعتمد مدة الإجراء على تركيبة المعدن والأبعاد الهندسية للجزء. يمكن أن تستغرق مركبات السبائك ساعات ، بينما تستغرق صفائح الفولاذ الكربوني المدرفلة على الساخن دقائق.
الاختلافات
مع التلدين الكامل ، يتم ضمان إعادة بلورة الفولاذ ، مما يخفف من العيوب الهيكلية المختلفة للمعادن. يتلقى الفولاذ أهم خصائصه وخصائصه المميزة ، وينعم للقطع اللاحق. بحاجة إلىقم أولاً بتسخينه إلى درجة حرارة أعلى من Ac3 بمقدار 30-50 درجة ، ثم قم بتسخينه ، ثم برده ببطء.
في أغلب الأحيان ، يستمر التعرض لما لا يقل عن نصف ساعة ، ولكن ليس أكثر من ساعة لكل طن من الفولاذ بمعدل تسخين 100 درجة مئوية في الساعة. يختلف معدل التبريد تبعًا لتكوين الفولاذ وعلى ثبات الأوستينيت. إذا تم تبريده بسرعة ، فقد يكون الهيكل المشتت من الأسمنت الحديدي صعبًا جدًا.
تبريد
يتم تنظيم معدل التبريد عن طريق تبريد الفرن بإغلاقه التدريجي وفتح الباب. مع التلدين الكامل ، الشيء الرئيسي هو عدم ارتفاع درجة حرارة السبائك. يتم إجراء التلدين الجزئي عند درجات حرارة أقل من Ac3 ، ولكن أعلى بقليل من Ac1.
ثم تتم إعادة بلورة الفولاذ جزئياً ، وبالتالي لن يتخلص من العيوب. هذه هي الطريقة التي يتم بها معالجة الفولاذ الذي لا يحتوي على أشرطة حديدية ، إذا كان يحتاج فقط إلى التليين قبل المزيد من المعالجة والقطع. بالإضافة إلى التلدين الكامل وغير الكامل ، هناك أيضًا تلدين لإعادة التبلور.
التطبيق
أحيانًا يكمل التلدين العمل الساخن (يتم تلدين الملفات المدرفلة على الساخن ، مثل سبائك الألومنيوم ، قبل الدرفلة على البارد لإزالة العمل الشاق الذي لا بد أن يحدث نتيجة للدرفلة على الساخن).
التلدين من هذا النوع يستخدم على نطاق واسع في إنتاج المنتجات والمنتجات شبه المصنعة من السبائك والمعادن النقية غير الحديدية. هذه بالفعل عملية معالجة حرارية مستقلة. بالمقارنة مع الفولاذ ، يتعرض عدد كبير من المعادن غير الحديدية للعمل البارد ، وبعد ذلك يكون التلدين بالتبلور ضروريًا.
في الصناعة
إذا كان الشكل الحبيبي من الأسمنت مطلوبًا ، فإن إمساك السبيكة أثناء التلدين حتى إعادة التبلور الكاملة يمكن أن يستمر لفترة طويلة - عدة ساعات. بالنسبة للتشوه البارد ، الذي يتبع التلدين عادةً ، فإن الشكل الحبيبي من الأسمنت هو الأكثر ملاءمة ، والذي يحدث أثناء إعادة التبلور في عملية التنوي ونمو الحبوب غير المشوهة ، وهذا يتطلب التسخين لدرجة حرارة معينة.
إعادة التبلور التلدين في الصناعة هو العملية الأولية لنقل اللدونة إلى سبيكة أو معدن قبل العمل على البارد. لا يقل وجوده غالبًا في الفترة الفاصلة بين عمليات التشوه البارد لإزالة التصلب ، وأيضًا كعملية معالجة حرارية نهائية بحيث يكتسب المنتج أو المنتج شبه النهائي الخصائص التي يحتاجها.
كيف يحدث
عند تسخين المعدن المشوه يزيد من حركة الذرات. تتمدد الحبوب القديمة ، وتصبح ضعيفة ، وتولد الحبوب الجديدة ، المتوازنة بالفعل وخالية من التوتر ، وتنمو بشكل مكثف. تتصادم مع العجوز الطويلة ، وتمتصها في نموها حتى تختفي تمامًا. الهدف الرئيسي لإعادة بلورة الصلب والسبائك هو إعادة بلورة التلدين. عند التسخين بعد الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة ، تنخفض قوة الخضوع وقوة المادة بشكل حاد.
لكن اللدونة تزداد ، فهي تعمل على تحسين التشغيل الآلي. تسمى درجة الحرارة التي تبدأ عندها إعادة التبلور بالعتبة.إعادة التبلور. عندما يتم الوصول إليه ، يلين المعدن. لا يمكن أن تكون درجة الحرارة ثابتة. بالنسبة لسبائك أو معدن معين ، فإن مدة التسخين ، ودرجة التشوه المسبق ، وحجم الحبيبات الأولي ، وأكثر من ذلك بكثير تلعب دورًا مهمًا بنفس القدر.
