.png)
قبل اختراع تقنيات الأشغال المعدنية الحديثة ، استخدم الحدادون الحرارة لجعل المعدن قابلاً للتطبيق . بمجرد تشكيل المعدن بالشكل المطلوب ، يتم تبريد المعدن الساخن بسرعة . التبريد السريع جعل المعدن أكثر صلابة وأقل هشاشة. أصبحت الأعمال المعدنية الحديثة أكثر تعقيدًا ودقة ، مما يسمح باستخدام تقنيات مختلفة لأغراض مختلفة .
تأثيرات الحرارة على المعدن
يؤدي تعريض المعدن للحرارة الشديدة إلى تمدده بالإضافة إلى التأثير على هيكله ومقاومته الكهربائية ومغناطيسيته. التمدد الحراري واضح بذاته . تتمدد المعادن عند تعرضها لدرجات حرارة معينة ، والتي تختلف باختلاف المعدن . يتغير الهيكل الفعلي للمعدن أيضًا مع الحرارة. يُشار إلى تحول الطور المتآصل ، الحرارة عادةً تجعل المعادن أكثر ليونة وأضعف وأكثر مرونة . الليونة هي القدرة على شد المعدن في سلك أو شيء مشابه .
كيف يتم تسعير المعادن الثمينة وبيعها
يمكن أن تؤثر الحرارة أيضًا على المقاومة الكهربائية للمعادن . كلما زادت سخونة المعدن ، زاد تشتت الإلكترونات ، مما يجعل المعدن أكثر مقاومة للتيار الكهربائي . يمكن للمعادن التي يتم تسخينها إلى درجات حرارة معينة أن تفقد مغناطيسيتها . من خلال رفع درجات الحرارة إلى ما بين 626 درجة فهرنهايت و 2012 درجة فهرنهايت ، اعتمادًا على المعدن ، ستختفي المغناطيسية. تُعرف درجة الحرارة التي يحدث عندها هذا في معدن معين بدرجة حرارة كوري .
المعالجة الحرارية
المعالجة الحرارية هي عملية تسخين وتبريد المعادن لتغيير بنيتها المجهرية ولإبراز الخصائص الفيزيائية والميكانيكية التي تجعل المعادن مرغوبة أكثر. يتم تسخين المعادن إلى درجات حرارة ، ويمكن أن يؤدي معدل التبريد بعد المعالجة الحرارية إلى تغيير خصائص المعدن بشكل كبير.
الأسباب الأكثر شيوعًا التي تخضع للمعالجة الحرارية للمعادن هي تحسين قوتها وصلابتها وليونتها ومقاومتها للتآكل . تشمل الأساليب الشائعة للمعالجة الحرارية ما يلي:
• التلدين هو شكل من أشكال المعالجة الحرارية التي تجعل المعدن أقرب إلى حالة اتزانه . إنه يخفف المعدن ، مما يجعله أكثر قابلية للتطبيق ويوفر ليونة أكبر. في هذه العملية ، يتم تسخين المعدن فوق درجة حرارته الحرجة العلوية لتغيير بنيته المجهرية . بعد ذلك ، يتم تبريد المعدن ببطء .
• التقسية أقل تكلفة من التلدين ، وهي طريقة معالجة حرارية تعيد المعدن بسرعة إلى درجة حرارة الغرفة بعد تسخينه فوق درجة الحرارة الحرجة القصوى . توقف عملية التبريد من تغيير البنية الدقيقة للمعدن . التقسية ، التي يمكن إجراؤها بالماء والزيت والوسائط الأخرى ، تعمل على تقوية الفولاذ في نفس درجة الحرارة التي يصلّبها التلدين الكامل .
• يُعرف تصلب هطول الأمطار أيضًا باسم التصلب مع تقدم العمر. إنه يخلق تماثلًا في بنية حبيبات المعدن ، مما يجعل المادة أقوى . تتضمن العملية تسخين معالجة المحلول إلى درجات حرارة عالية بعد عملية تبريد سريعة. عادة ما يتم إجراء تصلب هطول الأمطار في جو خامل عند درجات حرارة تتراوح من 900 درجة فهرنهايت إلى 1150 درجة فهرنهايت. قد يستغرق تنفيذ العملية ما بين ساعة وأربع ساعات. يعتمد طول الوقت عادةً على سمك المعدن والعوامل المماثلة.
• يستخدم بشكل شائع في صناعة الصلب اليوم ، والتقسية هي معالجة حرارية تستخدم لتحسين الصلابة والمتانة في الفولاذ وكذلك لتقليل الهشاشة. تخلق العملية هيكلًا أكثر مرونة واستقرارًا . الهدف من التقسية هو تحقيق أفضل مزيج من الخواص الميكانيكية في المعادن .
• تخفيف الإجهاد هو عملية المعالجة الحرارية التي تقلل من الإجهاد في المعادن بعد أن يتم إخمادها ، وصبها ، وتطبيعها ، وما إلى ذلك. يتم التخلص من الإجهاد عن طريق تسخين المعدن إلى درجة حرارة أقل من تلك المطلوبة للتحول . بعد هذه العملية ، يتم تبريد المعدن ببطء .
• التطبيع هو شكل من أشكال المعالجة الحرارية الذي يزيل الشوائب ويحسن القوة والصلابة عن طريق تغيير حجم الحبوب ليكون أكثر اتساقًا في جميع أنحاء المعدن. يتم تحقيق ذلك عن طريق تبريد المعدن بالهواء بعد تسخينه إلى درجة حرارة دقيقة .
• عند معالجة جزء معدني بطريقة التبريد ، يتم تبريده ببطء بالنيتروجين السائل . تساعد عملية التبريد البطيء على منع الإجهاد الحراري للمعدن. بعد ذلك ، يتم الحفاظ على الجزء المعدني عند درجة حرارة تقارب 190 درجة مئوية تحت الصفر لمدة يوم تقريبًا. عندما يتم تلطيف الحرارة في وقت لاحق ، يخضع الجزء المعدني لزيادة في درجة الحرارة تصل إلى ما يقرب من 149 درجة مئوية. هذا يساعد على تقليل مقدار الهشاشة التي قد تحدث عندما يتشكل مارتينسيت أثناء المعالجة المبردة .
المصدر