هل عملية المعالجة الحرارية للمشغولات الكبيرة معقدة؟
عادةً ما تتم المعالجة الحرارية للقطع الكبيرة التشكيلغالبًا ما تُدمج عملية المعالجة الحرارية مع تبريد المشغولات المطروقة. ويعود ذلك إلى كبر حجم مقاطع المشغولات المطروقة الكبيرة وتعقيد عملية إنتاجها. أثناء المعالجة الحرارية، ونظرًا لعدم تجانس البنية المجهرية وخواص المشغولات المطروقة، فإن بعضها يكون عرضة لظهور عيوب البقع البيضاء. لذلك، فبالإضافة إلى إزالة الإجهاد وتقليل الصلابة، فإن الهدف الرئيسي من المعالجة الحرارية للمشغولات المطروقة الكبيرة هو منع ظهور هذه البقع، وتحسين تجانس تركيبها الكيميائي، وضبط بنيتها المجهرية وتحسينها.
تُعدّ البقع البيضاء في المشغولات الكبيرة شقوقًا دقيقة هشة داخلها، وتظهر على شكل بقع دائرية أو بيضاوية فضية اللون، بأقطار تتراوح من بضعة ملليمترات إلى عشرات المليمترات. وبفحص الأنسجة مجهريًا، يتضح عدم وجود أي آثار للتشوه اللدن في المنطقة المجاورة للبقع البيضاء. وبالتالي، يُستنتج أن هذه البقع ناتجة عن كسور هشة.
إذا كانت هناك بقع بيضاء في المشغولات المطروقة، فلن يؤدي ذلك إلى انخفاض كبير في الخواص الميكانيكية فحسب، بل سيؤدي أيضًا، بسبب تركيز الإجهاد العالي الناتج عن البقع البيضاء، إلى تشقق الأجزاء أثناء المعالجة الحرارية والتبريد، أو حدوث كسور مفاجئة أثناء استخدام الأجزاء، بل وقد يتسبب في حوادث تلف الآلات.
لذا، تُعدّ البقع البيضاء عيبًا في المشغولات المطروقة. وتنص الشروط الفنية للمشغولات المطروقة الكبيرة بوضوح على وجوب التخلص منها فور اكتشاف هذه البقع. وتتعدد النظريات حول تكوّن البقع البيضاء، ويُعدّ الرأي السائد حاليًا أنها ناتجة عن التأثير المشترك للهيدروجين الموجود في الفولاذ والإجهاد الداخلي (وخاصةً الإجهاد البنيوي). فبدون كمية معينة من الهيدروجين وإجهاد داخلي كبير، لا يمكن أن تتكوّن البقع البيضاء.
أثناء عملية التبريد بعد تشكيل المشغولات، ومع انخفاض درجة الحرارة نتيجة لتحول الأوستنيت، بالإضافة إلى توليد إجهاد داخلي (إجهاد تنظيمي في الغالب) داخل المشغولات، تنخفض أيضًا ذوبانية الهيدروجين في الفولاذ. في هذه الحالة، يتسبب الإجهاد الداخلي في تراكم الانخلاعات عند حدود الحبيبات الفرعية وتكوين شقوق دون مجهرية. عندما تتحرر ذرات الهيدروجين وتترسب من المحلول الصلب إلى داخل هذه الشقوق، تتحد ذرات الهيدروجين لتكوين جزيئات هيدروجين داخل الشقوق، مما يولد ضغطًا كبيرًا. لذلك، في المناطق الهشة الموضعية ذات المحتوى العالي من الهيدروجين في الفولاذ، وتحت تأثير الإجهاد التنظيمي وإجهاد ترسب الهيدروجين، تستمر الشقوق دون المجهرية في التوسع حتى تنفجر، مما يؤدي إلى ظهور شقوق داخلية دقيقة للغاية، وبالتالي تشكل بقعًا بيضاء.
هل عملية المعالجة الحرارية للمشغولات الكبيرة معقدة؟ المحتوى أعلاه هو مقدمة مفيدة في هذا الشأن، ونأمل أن يكون مفيداً للجميع.