التسقية هي عملية معالجة حرارية. تسخين الفولاذ هو تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة الحرجة Ac3 (فولاذ hypereutectoid) أو Ac1 (فولاذ مفرط التكتل) ، والاحتفاظ به لفترة من الوقت ، وجعله بالكامل أو جزء منه ، ثم تبريده عند درجة حرارة درجة حرارة أكبر من معدل التبريد الحرج عملية المعالجة الحرارية للتبريد السريع إلى أقل من MS (أو متساوي الحرارة بالقرب من MS) لتحويل مارتينسيت (أو باينيت). إن معالجة المحلول لسبائك الألومنيوم وسبائك النحاس وسبائك التيتانيوم والزجاج المقسى ومواد أخرى أو عملية المعالجة الحرارية مع عملية التبريد السريع تسمى أيضًا التبريد. التسقية هي الطريقة الأكثر استخدامًا في المعالجة الحرارية للفولاذ.
1. الغرض من التبريد
التبريد هو تحويل الأوستينيت فائق البرودة إلى مارتينسيت أو باينيت للحصول على هيكل مارتينسيت أو باينيت ، ثم تلطيفه في درجات حرارة مختلفة لتحسين الصلابة والصلابة ومقاومة التآكل وقوة التعب والمتانة ، وما إلى ذلك ، لتلبية المتطلبات المختلفة لمختلف الميكانيكية قطع غيار وأدوات. يمكن أن يلبي أيضًا الخصائص الفيزيائية والكيميائية الخاصة لبعض أنواع الفولاذ الخاصة مثل المغناطيسية الحديدية ومقاومة التآكل من خلال التبريد.
وسائط التبريد شائعة الاستخدام هي محلول ملحي ، ماء ، زيت معدني ، هواء ، إلخ. يمكن أن يحسن التسقية صلابة ومقاومة التآكل لقطع العمل المعدنية ، لذلك فهي تستخدم على نطاق واسع في العديد من الأدوات والقوالب وأدوات القياس والأجزاء التي تتطلب أسطحًا مقاومة للتآكل (مثل التروس ، واللفائف ، والأجزاء المكربنة ، وما إلى ذلك). من خلال الجمع بين التبريد والتلطيف في درجات حرارة مختلفة ، يمكن تحسين القوة وتقليل الصلابة وقوة التعب للمعدن بشكل كبير ، ويمكن الحصول على التنسيق بين هذه الخصائص (الخواص الميكانيكية الشاملة) لتلبية متطلبات التطبيق المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للتبريد أيضًا أن يجعل بعض الخصائص الخاصة للصلب تحصل على خصائص فيزيائية وكيميائية معينة ، مثل التبريد لتعزيز المغناطيسية الحديدية لفولاذ المغناطيس الدائم ، والفولاذ المقاوم للصدأ لتحسين مقاومته للتآكل.
تستخدم عملية التبريد بشكل أساسي للأجزاء الفولاذية. عندما يتم تسخين الفولاذ المستخدم بشكل شائع فوق درجة الحرارة الحرجة ، سيتم تحويل كل أو معظم الهيكل الأصلي في درجة حرارة الغرفة إلى الأوستينيت. يتم بعد ذلك تحويل الأوستينيت إلى مارتينسيت عن طريق غمر الفولاذ في الماء أو الزيت للتبريد السريع. بالمقارنة مع الهياكل الفولاذية الأخرى ، فإن المارتينسيت لديه أعلى صلابة. التبريد السريع أثناء التبريد سوف يولد ضغطًا داخليًا داخل قطعة العمل ، وعندما تكون كبيرة جدًا ، فإن قطعة العمل سوف تلتوي وتشوه أو حتى تتشقق. يجب اختيار طريقة تبريد مناسبة لهذا الغرض.
وفقًا لطريقة التبريد ، يتم تقسيم عملية التبريد إلى أربعة أنواع: التبريد أحادي السائل ، التبريد المتوسط المزدوج ، التبريد المتدرج المارتنسيتي والتبريد الحراري المتساوي بينيت.
2. تطبيق التبريد
تستخدم عملية التبريد على نطاق واسع في صناعة الآلات الحديثة. يتم تقريبًا إخماد الأجزاء المهمة في الآلات ، وخاصة الأجزاء الفولاذية المستخدمة في السيارات والطائرات والصواريخ. من أجل تلبية المتطلبات الفنية المختلفة للأجزاء المختلفة ، تم تطوير عمليات التبريد المختلفة. على سبيل المثال ، وفقًا للأجزاء المراد معالجتها ، هناك تبريد موضعي شامل وتبريد السطح ؛ وفقًا لما إذا كان تحويل الطور قد اكتمل أثناء التسخين ، هناك تبريد كامل وتبريد غير كامل (بالنسبة للصلب ناقص السموم ، تسمى هذه الطريقة أيضًا دون الحرجة التبريد) ؛ وفقًا للتبريد ، يشتمل محتوى انتقال الطور على التبريد المتدرج والتبريد المتساوي الحرارة والتبريد تحت السرعة.
بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لخصائص وقيود الطرق السفلية ، يتم تطبيقها جميعًا في ظل ظروف معينة ، وأكثر التطبيقات شيوعًا هي إخماد سطح التسخين بالحث والتبريد باللهب. تعمل تسخين شعاع الليزر وتسخين شعاع الإلكترون على تطوير أساليب تسخين وتبريد عالية الكثافة للطاقة بسرعة ، وهي تجذب الانتباه لأن لها بعض الخصائص التي لا تتمتع بها طرق التسخين الأخرى.
يستخدم تصلب السطح على نطاق واسع لأجزاء الماكينة المصنوعة من الكربون المتوسط المبرد والفولاذ المقسى أو حديد الدكتايل. نظرًا لأن الصلب الكربوني المُخمد والمُخفف بالكربون المتوسط مُعالج مسبقًا (مُروى ومُقَسَّى أو طبيعي) ، ثم يتم إخماد السطح ، فإنه لا يمكنه الحفاظ على الخصائص الميكانيكية الشاملة العالية للنواة فحسب ، بل يجعل السطح أيضًا يتمتع بصلابة عالية (> HRC 50 ) ومقاومة التآكل. مثل مغازل أداة الآلة ، التروس ، أعمدة الكرنك لمحرك الديزل ، أعمدة الكامات ، إلخ. من حيث المبدأ ، يمكن إخماد السطح من الحديد الزهر الرمادي ، وحديد الدكتايل ، والحديد الزهر القابل للطرق ، وسبائك الحديد الزهر ، وما إلى ذلك ، والتي تعادل مصفوفتها الفريت البرليتي على أساس الفولاذ الكربوني المتوسط. تستخدم.
بعد التبريد السطحي للفولاذ الكربوني العالي ، على الرغم من تحسين صلابة السطح ومقاومة التآكل ، فإن اللدونة وصلابة اللب تكون منخفضة ، لذا فإن إخماد سطح الفولاذ عالي الكربون يستخدم بشكل أساسي للأدوات وأدوات القياس واللفائف المبردة العالية.
نظرًا لأن تأثير تقوية تبريد الأسطح الفولاذية منخفضة الكربون ليس مهمًا ، نادرًا ما يتم استخدامه.
