يعد ارتفاع درجة الحرارة والحرق الزائد من العيوب الشائعة في معالجة المواد المعدنية، ولهما تأثير كبير على أداء المادة وعمرها التشغيلي.
I. تعريف ارتفاع درجة الحرارة والإفراط في الطهي
1. ارتفاع درجة الحرارة
يشير ارتفاع درجة الحرارة إلى المواد المعدنية في عملية التسخين، بسبب ارتفاع درجة الحرارة جدًا أو وقت الاحتفاظ طويل جدًا، مما يؤدي إلى ظاهرة نمو غير طبيعي للحبوب. ارتفاع درجة حرارة التنظيم المعدني يصبح خشنًا، وتضعف حدود الحبوب، وتتراجع الخواص الميكانيكية مثل القوة والمتانة وغيرها بشكل كبير. يحدث ارتفاع درجة الحرارة عادة أثناء عملية المعالجة الحرارية أو اللحام أو الصب، وهو عيب يجب التحكم فيه بشكل صارم في معالجة المواد المعدنية.
2. الإفراط في الطهي
يعتبر الطهي الزائد مادة معدنية في عملية التسخين، لأن درجة الحرارة مرتفعة للغاية ومدة الاحتفاظ بها طويلة جدًا، مما يؤدي إلى ذوبان أو أكسدة حدود الحبوب، وتكوين مراحل أو ثقوب هشة وغيرها من العيوب. يؤدي الإفراط في طهي الهيكل المعدني إلى تلف خطير، أو انخفاض حاد في الخواص الميكانيكية، أو حتى فقدان القيمة تمامًا. يعد الإفراط في الطهي أحد عيوب التسخين الخطيرة للغاية، وبمجرد حدوثه، غالبًا ما يكون من الصعب استعادة الخصائص الأصلية للمادة بالكامل من خلال المعالجة اللاحقة.
ثانيا، أسباب ارتفاع درجة الحرارة والإفراط في الطهي
1. أسباب ارتفاع درجة الحرارة
- درجة حرارة التسخين مرتفعة جدًا: في عملية تسخين المواد المعدنية، إذا تجاوزت درجة الحرارة نطاق التسخين الطبيعي للمادة، ستبدأ الحبوب في النمو بشكل غير طبيعي.
- وقت الاحتفاظ طويل جدًا: عند درجات الحرارة المرتفعة لفترة طويلة من العزل، تتمتع الحبوب بما يكفي من الطاقة والوقت للنمو، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة.
- التحكم غير الدقيق في معدات التسخين: التحكم في درجة حرارة معدات التسخين غير دقيق، أو فشل مستشعر درجة الحرارة، مما يؤدي إلى أن درجة حرارة التسخين الفعلية أعلى من درجة الحرارة المحددة.
2. أسباب ارتفاع درجة الحرارة
- درجة حرارة التسخين مرتفعة جدًا ووقت الاحتجاز طويل جدًا: عندما تكون درجة حرارة التسخين أعلى بكثير من نقطة الانصهار أو درجة الحرارة الحرجة للمادة، ووقت الاحتجاز طويل جدًا، سوف تذوب حدود الحبوب أو تتأكسد.
- تأثير وسط التسخين: في بعض أوساط التسخين، مثل الغلاف الجوي الذي يحتوي على غازات مؤكسدة، تكون المواد المعدنية أكثر عرضة للطهي الزائد.
- عوامل المادة نفسها: تكون بعض المواد المعدنية أكثر حساسية للسخونة الزائدة والإفراط في الاحتراق، مثل المواد التي تحتوي على نسبة عالية من الكربون أو عناصر صناعة السبائك.
ثالثا. آثار ارتفاع درجة الحرارة والطهي الزائد
1. التأثير على الخواص الميكانيكية
- ارتفاع درجة الحرارة: ارتفاع درجة حرارة المواد المعدنية، والحبوب الخشنة، وضعف حدود الحبوب، مما يؤدي إلى انخفاض القوة والمتانة وغيرها من الخواص الميكانيكية. في الوقت نفسه، قد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة أيضًا إلى تدهور مرونة المواد، مما يقلل من أداء المعالجة.
- الإفراط في الطهي: يؤدي الإفراط في طهي المواد المعدنية إلى تلف خطير، وتكوين مرحلة هشة أو ثقوب وعيوب أخرى، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في الخواص الميكانيكية. غالبًا ما لا تتمكن المواد المطبوخة أكثر من اللازم من تحمل المعالجة العادية واستخدام الأحمال، وقد تحدث حتى كسرًا هشًا.
2. التأثيرات على أداء المعالجة
- ارتفاع درجة الحرارة: ارتفاع درجة حرارة المواد المعدنية بسبب الحبوب الخشنة، مما يجعل المعالجة عرضة للتشققات والتشوه والعيوب الأخرى، وصعوبات المعالجة.
- الإفراط في الطهي: المواد المعدنية التي يتم طهيها أكثر من اللازم يكون لها أداء تصنيع سيء جدًا ولا يمكن قطعها وتشكيلها وعمليات المعالجة الأخرى بشكل فعال.
3. التأثير على عمر الخدمة
- ارتفاع درجة الحرارة: ارتفاع درجة حرارة المواد المعدنية بسبب انخفاض الخواص الميكانيكية، مما يؤدي إلى تقصير عمر الخدمة. في درجات الحرارة المرتفعة والضغط العالي والبيئات القاسية الأخرى، تكون المواد المحمومة أكثر عرضة للفشل.
- الإفراط في الطهي: المواد المعدنية المفرطة في الطهي تفقد قيمتها تمامًا تقريبًا، ولا يمكنها تحمل الاستخدام العادي للحمل، وعمر الخدمة قصير للغاية.
أربعة، طريقة تصحيح الحرارة الزائدة والطهي الزائد
1. طريقة تصحيح ارتفاع درجة الحرارة
- معالجة التطبيع: بالنسبة للمواد المعدنية شديدة السخونة، يمكن استخدام المعالجة التطبيعية لتنقية الحبوب. المعالجة الطبيعية هي تسخين المادة إلى درجة حرارة حرجة أعلاه، والاحتفاظ بها لفترة من الوقت بعد تبريد الهواء. من خلال المعالجة الطبيعية، يمكن التخلص من التنظيم المحموم واستعادة بنية الحبوب الطبيعية والخصائص الميكانيكية للمادة.
- معالجة التلدين: تعتبر معالجة التلدين أيضًا طريقة فعالة لتصحيح الحرارة الزائدة. معالجة التلدين هي تسخين المادة إلى درجة حرارة معينة، والاحتفاظ بها لفترة من الوقت بعد تبريدها بالفرن. يمكن أن يؤدي علاج التلدين إلى القضاء على الضغوط الداخلية وتقليل الصلابة وتحسين قابلية التشغيل الآلي. يمكن أن يكون التلدين طريقة بسيطة لتصحيح الحرارة الزائدة لبعض المواد التي لا تتطلب أداءً عاليًا.
- إعادة التسخين والتبريد: بالنسبة للمواد المعدنية التي تتطلب صلابة وقوة عالية، مثل فولاذ الأدوات وفولاذ التحمل، يمكن استخدام إعادة التسخين والتبريد لتصحيح الحرارة الزائدة. تتضمن إعادة تسخين التبريد تسخين المادة إلى درجة حرارة التبريد، والاحتفاظ بها لفترة من الوقت ثم تبريدها بسرعة. من خلال إعادة التسخين والتبريد، يمكن الحصول على تنظيم دقيق للمارتنسيت ويمكن تحسين صلابة وقوة المادة.
2. تصحيح ارتفاع درجة الحرارة
- لا يمكن تصحيح الإفراط في الطهي عمومًا بشكل كامل: يعد الإفراط في الطهي عيبًا خطيرًا للغاية في عملية تسخين المواد المعدنية، وبمجرد حدوثه، غالبًا ما يكون من الصعب استعادة الخصائص الأصلية للمادة بالكامل من خلال المعالجة اللاحقة. بالنسبة للمواد المطبوخة أكثر من اللازم، عادة لا يمكن أخذها إلا إلى الخردة أو لأغراض أخرى وتدابير أخرى.
- الإجراءات الوقائية: نظرًا لأنه لا يمكن تصحيح ارتفاع درجة الحرارة بشكل كامل، فمن الضروري منع حدوث ارتفاع درجة الحرارة. في معالجة المواد المعدنية، يجب التحكم بدقة في درجة حرارة التسخين ووقت الاحتفاظ لتجنب ارتفاع درجة الحرارة أو وقت الاحتفاظ لفترة طويلة جدًا. وفي الوقت نفسه، ينبغي تعزيز صيانة وإصلاح معدات التدفئة لضمان دقة واستقرار التحكم في درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام طرق مثل تسخين الغلاف الجوي الوقائي أو التسخين الفراغي لتقليل حدوث الاحتراق الزائد.
