تعتبر التروس مكونات نقل رئيسية في المعدات الميكانيكية، ويؤثر أدائها وجودتها بشكل مباشر على كفاءة التشغيل وعمر المعدات بأكملها. باعتبارها حلقة وصل مهمة في عملية تصنيع التروس، تلعب المعالجة الحرارية دورًا مهمًا في تحسين صلابة التروس ومقاومة التآكل ومقاومة التعب. ومع ذلك، غالبًا ما تكون عملية المعالجة الحرارية مصحوبة بمشاكل تشويه الترس، والتي لا تؤثر فقط على دقة الترس، ولكنها قد تؤثر أيضًا سلبًا على قوته وعمر الخدمة. ستناقش هذه المقالة العوامل الرئيسية الـ 12 لتشوه المعالجة الحرارية للتروس بالتفصيل، وذلك بهدف توفير مرجع مفيد لتصنيع التروس.
1. محتوى الكربون
محتوى الكربون هو العامل الأساسي الذي يؤثر على تشوه المعالجة الحرارية للعتاد. كلما زاد محتوى الكربون في مادة التروس، زاد تشويه صفحة الالتواء وتشوه الحجم الناتج أثناء التبريد. وذلك لأنه أثناء عملية تبريد الفولاذ عالي الكربون، يتغير الحجم بشكل كبير عندما يتحول الأوستينيت إلى مارتنسيت، مما يؤدي إلى زيادة التشوه. لذلك، عند اختيار مواد التروس، يجب التحكم في محتوى الكربون بشكل معقول وفقًا لمتطلبات الاستخدام المحددة.
2. عناصر السبائك
عناصر صناعة السبائك لها أيضًا تأثير كبير على تشويه المعالجة الحرارية للتروس. بعض عناصر السبائك مثل C، Mn، Ni، Cr، Mo، وما إلى ذلك يمكن أن تزيد من الصلابة، ولكنها تزيد أيضًا من ميل التشويه. تساعد عناصر السبائك الأخرى مثل Cr وMn وMo وSi وNi وTi وما إلى ذلك على تقليل التشوه. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن هذه العناصر يمكن أن تؤثر على البنية الدقيقة للصلب، وبالتالي تؤثر على توزيع الضغط والتشوه أثناء المعالجة الحرارية.
3. الصلابة
تعد قابلية الصلابة مؤشرًا مهمًا لأداء مواد التروس، والذي يحدد ما إذا كان يمكن للتروس الحصول على هيكل مارتنسيت موحد أثناء عملية التبريد. كلما زادت قابلية الصلابة، زاد التشوه الناتج عن الترس أثناء التبريد. وذلك لأنه أثناء عملية التبريد للمواد ذات الصلابة العالية، تكون سرعة تحويل الأوستينيت إلى مارتنسيت سريعة ويكون تغير الحجم كبيرًا، مما يؤدي إلى زيادة التشوه. لذلك، عند اختيار مواد التروس، يجب التحكم في الصلابة بشكل معقول وفقًا لمتطلبات الاستخدام المحددة.
4. تصميم العتاد
لشكل التصميم وحجم الترس أيضًا تأثير مهم على تشويه المعالجة الحرارية. عيوب التصميم مثل الشكل غير المتماثل، وضعف تجانس المقطع العرضي، وضعف صلابة الكلام، والموضع غير المناسب لثقوب العملية ستزيد من تشويه المعالجة الحرارية للتروس. ولذلك، عند تصميم التروس، ينبغي اعتماد الأشكال المتماثلة والمقاطع العرضية الموحدة ومواقع ثقب العملية المعقولة قدر الإمكان لتقليل تشويه المعالجة الحرارية.
5. عدم تجانس البنية المجهرية
يعد عدم تجانس البنية المجهرية للصلب أيضًا أحد العوامل المهمة التي تؤدي إلى تشويه المعالجة الحرارية للتروس. تشتمل البنية المجهرية غير المتجانسة على الأنسجة الخشنة والعزل الكبير والأنسجة الشبكية، وما إلى ذلك. وستؤدي هذه العيوب إلى زيادة درجة التشويه أثناء عملية التبريد. لذلك، أثناء عملية تحضير مواد التروس، يجب إزالة عيوب البنية الدقيقة هذه قدر الإمكان للحصول على بنية مجهرية موحدة ودقيقة.
6. تنظيم الفرقة والفصل
يعد هيكل التطويق والفصل أحد العيوب الشائعة في الفولاذ، كما أن لهما تأثيرًا كبيرًا على تشوه التروس أثناء المعالجة الحرارية. يتم تشكيل الهيكل النطاقي بسبب التوزيع غير المتساوي لعناصر السبائك في الفولاذ، مما سيؤدي إلى توزيع غير متساوي للضغط أثناء عملية التبريد، وبالتالي تفاقم التشويه. يتم تشكيل الفصل بسبب إعادة توزيع العناصر المذابة أثناء عملية تصلب الفولاذ، الأمر الذي سيؤدي إلى أداء غير متساو لمواد التروس، وبالتالي التأثير على تشويه المعالجة الحرارية.
7. شكل البليت الصب المستمر
إن شكل قالب الصب المستمر له أيضًا تأثير معين على تشويه المعالجة الحرارية للتروس. تشوه المعالجة الحرارية للتروس المنتجة بشكل قالب صب مستمر مربع يكون موحدًا نسبيًا، في حين أن تشوه المعالجة الحرارية للتروس المنتجة بشكل قالب صب مستمر مستطيل له اتجاه واضح. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن قطع الصب المستمرة ذات الأشكال المختلفة سوف تنتج توزيعات إجهاد مختلفة أثناء عملية التبريد، وبالتالي تؤثر على تشويه المعالجة الحرارية.
8. حجم الحبوب الأساسي
يشير حجم الحبوب الجوهري إلى حجم حبيبات الفولاذ في الحالة الأوستنيتي. كلما كان حجم الحبوب الجوهري أصغر، سيتم تقليل كمية التشوه بعد تبريد التروس وفقًا لذلك. وذلك لأن التغير في حجم الفولاذ ذو الحبيبات الدقيقة أثناء عملية التبريد من الأوستينيت إلى المارتنسيت يكون صغيرًا نسبيًا، وبالتالي يقلل التشوه. لذلك، في عملية إعداد مواد التروس، يجب استخدام الفولاذ ذو الحبيبات الدقيقة قدر الإمكان.
9. الهيكل الأصلي للفارغ
الهيكل الأصلي لفارغ الترس له أيضًا تأثير مهم على تشويه المعالجة الحرارية. إذا كان الهيكل الأصلي للفارغ غير متساو، فإنه سوف يسبب توزيع الضغط غير المتكافئ في العتاد أثناء المعالجة الحرارية، وبالتالي تفاقم التشويه. لذلك، أثناء عملية إعداد فراغات التروس، يجب التخلص من عدم تجانس الهيكل الأصلي قدر الإمكان للحصول على هيكل أصلي موحد ودقيق.
10. عملية تزوير
عملية الحدادة لها أيضًا تأثير كبير على تشوه المعالجة الحرارية للتروس. يساعد الحدادة الكاملة على تقليل التشوه، وخاصة تكوين هيكل انسيابي معدني معقول بعد الحدادة، مما يمكن أن يقلل من تشويه المعالجة الحرارية. يمكن للتزوير المعقول أن يقلل أيضًا من فصل الخامات المطروقة، ويجعل الهيكل موحدًا، ويحسن هيكل الشريط، ويساعد في تقليل تشوه المعالجة الحرارية. ومع ذلك، إذا كانت درجة حرارة التسخين غير متساوية أثناء عملية الحدادة، أو كانت درجة التشوه غير متساوية، أو كانت درجة حرارة الحدادة النهائية مرتفعة، فسوف يؤدي ذلك إلى زيادة تشوه المعالجة الحرارية للتروس.
11. المعالجة الحرارية التحضيرية
تلعب المعالجة الحرارية الأولية لفراغات التروس دورًا مهمًا في تقليل تشوه المعالجة الحرارية النهائية. عند استخدام التطبيع العادي، يكون تشويه المعالجة الحرارية كبيرًا نسبيًا؛ عند استخدام التطبيع أو التبريد والتلطيف متساوي الحرارة، يمكن تقليل تشوه المعالجة الحرارية. وذلك لأن التطبيع والتبريد والتلطيف متساوي الحرارة يمكن أن يحسن البنية الدقيقة للصلب، مما يجعله أكثر تجانسًا ونعومة، وبالتالي تقليل تشوه المعالجة الحرارية.
12. عملية التبريد والتبريد
تعد عمليات التبريد والتبريد روابط رئيسية في توليد تشوه المعالجة الحرارية للتروس. أثناء عملية التبريد، هناك العديد من العوامل التي تؤدي إلى التشوه بسبب عوامل مثل التغيرات الكبيرة في الحجم النوعي للأنسجة، ودرجات حرارة التسخين المرتفعة، والتبريد الشديد. كلما كان معدل التبريد أسرع، كلما كان التبريد غير المتساوي أكثر خطورة، وكلما زاد تشويه صفحة الاعوجاج. بالإضافة إلى ذلك، فإن نوع وسط التبريد، وأداء التبريد، وقابلية التصلب، وما إلى ذلك، يرتبط أيضًا بالتشويه. لذلك، أثناء عمليات التبريد والتبريد، يجب التحكم بشكل معقول في المعلمات مثل درجة حرارة التسخين ومعدل التبريد ونوع وسط التبريد للتبريد لتقليل تشويه المعالجة الحرارية.
تشويه المعالجة الحرارية للعتاد هو نتيجة لعوامل متعددة. من أجل تقليل تشوه المعالجة الحرارية، ينبغي اتخاذ تدابير شاملة للتحكم فيه بدءًا من اختيار المواد، وتصميم التروس، والتحكم في البنية الدقيقة، وعملية الحدادة، والمعالجة الحرارية الأولية، وعمليات التبريد والتبريد. بهذه الطريقة فقط يمكن ضمان الأداء الجيد وجودة التروس أثناء عملية المعالجة الحرارية.