منتدي المخرطة CNC
زائرنا الكريم
زيارتكم تسرنا ولها حسابات عندنا فلاتحرمنا بكرم تسجيل اسمائكم بمنتدى مهندسين التشغيل المكنى(هدفنا تبادل المعلومات الثقاقيه والفنيه)

مهندس/عبدالمحسن عبدالعزيز

منتدي المخرطة CNC

خراطه-تفريز-cnc
 
الرئيسيةالبوابةالتسجيلدخول
يشكرالمهندس عبدالمحسن محمدعبدالعزيز السادة الزملاء وهم المهندس محمد ابراهيم خلف الله /محيى عبدالمجيد شحاته/علاء الدين اسماعيل/محمدالهادى عبد المجيد/صبحى سيداحمد/ابوزيد عبدالعزيز/احمد شاكر/عاطف عامر/سامح محمد عبدالحليم/صبرى عبدالله/اسامه جمال/وجميع المهندسين الزملاء
يرحب المهندس عبدالمحسن محمدعبدالعزيز /بجميع اعضاء المنتدى وبأسره المكانيكا العلمى بالفنيه المتقدمه وهم احمد العجوز/عبد الرؤف مصطفى /جمال عبدالمحسن/محسن على امام
المهندس/عبدالمحسن عبدالعزيز يرحب بكم فى منتدى التشغيل المكنى ويرحب بأسره الفنيه المتقدمه خمس سنوات واسره الشهيد طيار
المواضيع الأخيرة
» تحميل برنامج box ford v 10 cad cam
الأحد 13 مارس 2016, 18:30 من طرف طا لب

» سلسلسه شرح الهوب ماشين
السبت 27 فبراير 2016, 09:18 من طرف Admin

» كتاب فى cnc
الأحد 08 نوفمبر 2015, 07:21 من طرف ممدوح السيسى

» كاوتش السيارات
الأحد 14 ديسمبر 2014, 15:55 من طرف Admin

» كتاب عمليات التشغيل للصف الخامس في المدارس الفنية المتقدمه نظام 5 سنوات
الجمعة 29 أغسطس 2014, 10:56 من طرف ممدوح السيسى

» صناعه التروس بانواعها
السبت 31 مايو 2014, 20:11 من طرف mhmd

» انواع المخارط
السبت 10 مايو 2014, 22:43 من طرف hasan86

» CNC & CAM Programming
الثلاثاء 06 مايو 2014, 22:21 من طرف أمير المرناقي

» برنامج box ford
الخميس 27 مارس 2014, 03:05 من طرف elgammal

منتدى
التبادل الاعلاني
احداث منتدى مجاني
ديسمبر 2016
الأحدالإثنينالثلاثاءالأربعاءالخميسالجمعةالسبت
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031
اليوميةاليومية
التبادل الاعلاني
احداث منتدى مجاني

شاطر | 
 

 المعالجه الحراريه للالمنيوم النقى

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
Admin
Admin


الدوله/المدينه الدوله/المدينه : الزقازيق -مصر
تاريخ الميلاد : 07/01/1964
تاريخ التسجيل : 01/03/2010

مُساهمةموضوع: المعالجه الحراريه للالمنيوم النقى   الأحد 16 يناير 2011, 09:37

المعالجة المعالجة الحرارية للألمنيوم :


المعالجة الحرارية للألمنيوم النقي :
المعالجة الحرارية الوحيدة التي تجرى للألمنيوم النقي هي فقط عملية التطرية التي تكون غايتها تطرية المعدن لإزالة الإجهادات و القساوة الناتجة عن التشكيل اللدن للمعدن . ويتم الحصول على هذه المعالجة برفع درجة حرارة الألمنيوم إلى الدرجة التي يصبح عندها قادراً على التبلور من جديد و بالتالي تنخفض مقاومة الألمنيوم للإجهادات و تزداد الاستطالة فعندما تتجاوز درجة حرارة التسخين 150 ْ مئوية تبدأ مقاومة الإجهادات بالانخفاض و الاستطالة بازدياد و يتم الحصول على أفضل النتائج من هذه الناحية عندما تتراوح درجة التسخين بين 250 و 350 ْ مئوية و لدرجة حرارة التسخين تأثيرها الكبير على الناقلية الكهربائية للألمنيوم و التي تصل إلى قيمتها العظمى عندما تكون درجة الحرارة التي يتم عندها التسخين من أجل التطرية حوالي 300ْ مئوية .

المعالجة الحرارية لسبائك الألمنيوم:
Heat Treating of Aluminum alloys :
تعرف المعالجة الحرارية في معناها الأوسع بأنها عمليات التسخين أو التبريد التي تنجز من أجل تغيير الخصائص الميكانيكية أو التركيب المعدني أو حتى معالجة حالة الإجهاد المتبقي في المنتج المعدني.
حيث تستخدم المعالجة الحرارية لسبائك الألمنيوم لأجل زيادة الكثافة و القساوة.
يستخدم التشكيل على البارد عادة لزيادة القوة والصلادة في حين يستخدم العمل على الساخن من أجل إنقاص القساوة وزيادة قابلية التطريق.
تعتمد المعالجة الحرارية على درجة حرارة المحلول الصلب حيث تزداد قابلية الذوبان بازدياد درجة الحرارة كما في أغلب سبائك الألمنيوم الثنائية كما هو موضح بالشكلين (a( و (b(, إلا أن المعالجة الحرارية لمثل هذه السبائك تعد غير ذات جدوى فعلى سبيل المثال إن سبائك الألمنيوم سيليكون الثنائي و سبائك الألمنيوم منغنيز تظهر تغييرات صغيره نسبيا في الخواص الميكانيكية إثر المعالجة الحرارية لها.

1.JPG
















الشكل (a):يظهر هذا الشكل جزء من الشكل الحراري لسبيكة ألمنيوم نحاس.
حيث تبدو مجال درجات الحرارة اللازمة للتلدين والمعالجة الحرارية لكل من المحلول و الراسب تحت خط اليوتكتيك للانصهار عند النقطة 548C(1018 F).











15.JPG




الشكل (b): يوضح هذا الشكل مدى قابلية الإنحلال مع درجة الحرارة للمركب Mg2 Si مع ارتفاع درجة الحرارة.

إن المتطلب العام لتقوية ترسيب المحلول الصلب المشبع هو تشكيل الراسب في نهاية تعتيق المعالجة الحرارية وهذا التعتيق الذي يمكن أن يكون إما طبيعيا أو صناعيا يجب أن يتم ليس فقط تحت موازنة درجة حرارة الإنحلال بل أيضا تحت شق الامتزاج الإستقراري يسمى هذا الشق بخط أو نطاق الإجهاد لمنطقة الإنحلال
أو مناطق(GP).
إن معامل التشبع المفرط للمناطق الشاغرة يسمح بالانتشار وهذا يحدد بدوره مناطق بدء التشكل والذي يحدث بشكل أسرع من المتوقع من معاملات الانتشار الموازنة.
يحدث خلال المعالجة الترسيبية للمحلول الصلب المشبع أولا نمو العناقيد من الذرات المذابة في المحلول والتي تدخل بدورها في عملية تشكيل انتقاليه للراسب.
تتضمن آلية تقوية الترسيب تشكيل العناقيد المتماسكة من الذرات المنحلة والتي تحافظ على نفس البنية البلورية والتي كانت تملكها في حالة الإذابة.
إن هذه الحالة تسبب الكثير من الإجهاد و ذلك بسبب العشوائية في توزيع الفراغات بين الذرات المذابة والمشكلة للعناقيد وبالنتيجة وجود الجزيئات المترسبة والأهم من ذلك حقول الإجهادات في نقاط التكون و التي تحيط بتلك الجزيئات يسبب قوى معرقله و معيقه لحركة عمليات الإزاحة.
إن الخاصية التي تحدد ما إذا كانت البنية الراسبة متماسكة أم غير متماسكة هو مدى قرب المسافات الذرية بين الذرات على الشبكة البلورية للراسب.
إن التغييرات في الخصائص تنتج من تشكل محلول غني بالتغييرات في مناطق البنية المجهرية أو مناطق (GP).
إن القياس الدقيق وشكل وتوزيع مناطق (GP) يعتمد على السبيكة التي تشكلها وعلى الحالة الميكانيكية و الحرارية للعينة كما يمكن تحديد شكلها باستخدام تبعثر الأشعة السينية المستفيض.
كما أن مناطق GP يمكن أن تتم رؤيتها في الراسم الإلكتروني.
إن مناطق التشكل الكروي الغنية تتشكل عادة عندما تكون قياسات الأبعاد بين الذرات المشكلة للعناقيد والذرات المذابة متساوية بشكل تقريبي كما في سبائك الألمنيوم فضة و سبائك الألمنيوم زنك أما إذا كان هناك اختلاف كبير في حجوم الذرات كما في سبائك الألمنيوم نحاس، فإن مناطق (GP) تتشكل عادة على هيئة أقراص مستوياتها تتوضع بشكل متوازي مع المستوي الدليلي المنخفض للشبكة البلورية .
العملية التكريمية :
أما عملية التكريم فهي أهم المعالجات الحرارية التي تحسن الخواص الميكانيكية لهذه الخلائط . و تعتمد المعالجة التكريمية على ظاهرة الانفصال الصلب التي تتم في المحاليل الصلبة , و ليكون إجراء المعالجة التكريمية ممكناً يجب أن تتوفر الشروط التالية : أن يكون الألمنيوم قادراً على إذابة واحد على الأقل من العناصر المضافة إليه و بشكل محدود في الحالة الصلبة . أن يكون العنصر المذاب قابلاً لتشكيل مركب ما مع الألمنيوم أو مع أي عنصر آخر .
مراحل نمو عملية التكريم :
المرحلة الأولى :
و هي إذابة العنصر المنفصل و ذلك بالتسخين إلى درجة حرارة تتناسب مع نسبة وجود العنصر السبائكي المراد إذابته بحيث تتجاوز درجة حرارة التسخين خط الانفصال الصلب للعنصر على الشكل التوازن أي بحيث نصل إلى منطقة التجانس للمحلول الصلب .
المرحلة الثانية :
هي مرحلة التبريد السريع بحيث لا نسمح للعنصر المذاب بالإنفصال خلال التبريد و انخفاض قابلية الألمنيوم للإذابة . لهذا يتم التبريد غالباً بالماء بحيث لا يفسح المجال لظاهرة الانتشار أن تأخذ مجراها .
المرحلة الثالثة :
فهي مرحلة التعميق أو التعمير و التصلد الطبيعي أو التقسية القسرية و يحدث ذلك نتيجة لانفصال ذرات العنصر المذاب في الألمنيوم بشكل يتعدى حد الإشباع على شكل ذرات تبدأ بالاستقطاب و التجمع في مناطق تسمى بمناطق غينيز – بريستون الأولى . ثم تتحد مع ذرات من الألمنيوم أو عنصر آخر لتشكل جزئيات تتجمع على شكل حبيبات مشتتة ناعمة لا ترى بالمجهر , و تسمى مناطق توزع هذه الحبيبات بمناطق غينير – بريستون الثانية و توزع هذه الحبيبات الناعمة في البنية هو الذي يسبب قساوة القطعة و تحسن خواصها الميكانيكية . و انفصال الحبيبات على هذا النحو يتم في بعض الخلائط تلقائياً بإراحتها بضع ساعات في درجة الحرارة العادية , و في بعضها الآخر يجب التسخين إلى درجة حرارة لا تزيد عن 150ْ مئوية حتى يحصل التصلد أو زيادة القساوة و تسمى هذه العملية بالتقسية القسرية .
تصنيف خلائط الألمنيوم من وجهة نظر المعالجة التكريمية إلى ثلاث فئات:
1- قابلة للتكريم و التصلد التلقائي و هي خلائط الألمنيوم و النحاس و المغنيزيوم. 2- قابلة للتكريم و التصلد القسري وهي خلائط الألمنيوم و السيليسيوم والمغنيزيوم. 3- غير قابلة للتكريم هي خلائط الألمنيوم و المغنيزيوم و الألمنيوم و المنغنيز وهي لا تستجيب لعملية التكريم و المعالجة الوحيدة التي يمكن إجراؤها عليها هي عملية التطرية .
التقوية باستخدام المعالجة الحرارية:
(Strengthening by Heat treatment

تجري عملية التقوية للسبائك التالية:
1 - سبائك ألمنيوم - نحاس.
2 - سبائك الألمنيوم - نحاس- مغنزيوم.
3 - سبائك ألمنيوم- مغنزيوم - سيليكون. 4 - سبائك ألمنيوم - زنك - مغنزيوم.
5 - سبائك ألمنيوم - زنك - مغنزيوم - نحاس.


تتم تقوية سبائك الألمنيوم على ثلاث مراحل:
1-المعالجة الحرارية للمحلول : وفيها يتم فيه إذابة العناصر القابلة للانحلال.
2-السقاية : يتم زيادة التكاثف و التشبع.
3-التعتيق : وهي إما عملية ترسيب الذرات المنحلة في درجة حرارة الغرفة(تعتيق طبيعي) .أو درجة الحرارة المرتفعة (تعتيق اصطناعي أو معالجة حرارية للراسب) .
المعالجة الحرارية للمحلول ((Solution Heat Treating :
للاستفادة من عملية تقسية الراسب لا بد أولا من إنتاج المحلول الصلب و هذا ما يدعى بالمعالجة الحرارية للمحلول و هدف هذه المعالجة هو أن ينحل في المحلول الصلب أكبر كمية ممكنه من عناصر التصلب القابلة للذوبان في السبيكة.
تشمل المعالجة الحرارية ترك السبيكة تحت درجة حرارة عالية بما فيه الكفاية و لوقت طويل و كافٍ للوصول إلى محلول صلب متجانس تقريباً.
إن درجة حرارة معالجة المحلول الصلب الاسمية محدده بحدود تركيب السبيكة و مجالات تفاوت درجة الحرارة الغير مقصودة والتي غالباً ما تكون بحدود (±6Cº) ±10Fº)) بالنسبة للدرجة الإسميه.
يجب ألا تتجاوز المعالجة الحرارية خط اليوتكتيك الإنصهاري و بالرغم أن درجة الحرارة القصوى يجب أن تحدد لتجنب الإنصهار فإن درجة الحرارة الدنيا يجب أن تحدد في حال الإمكان بحيث يحدث الانحلال كاملاً أي فوق درجة الانحلال الكامل و هذا ممثل بالخط (a) في الشكل (a) حيث درجات الحرارة بين 515Cº .
و 575 Cº وبالرغم من ذلك فإن مجال المعالجة يُعطى تسامحاً للحماية.
كنتيجة لزيادة التسخين يظهر واضحاً انخفاض في بعض الخواص الميكانيكية كالصلابة و قابلية التطريق .
بالنسبة للسبائك التي تحتوي أكثر من 5.65% Cu لا يمكن أن يحدُث فيها ذوبان كامل أثناء المعالجة الحرارية
لذلك فإنه لهذا النوع من السبائك تُجعل درجة الحرارة الدنيا للمعالجة الحرارية قريبة قدر الإمكان من اليوتكتيك
إن الخط b في الشكل a هو مثال آخر يوضح تركيباً فيه نسبة النحاس فوق 5.65% حيث لا يمكن انحلال كامل رواسب الألمنيوم نحاس بالنسبة للخلائط الثلاثية العناصر أو الرباعية الأكثر تعقيداً فإن المعالجة الحرارية للمحلول تعدَل تبعاً لتأثير العناصر الجديدة المضافة للسبيكة على قابلية الذوبان في المحلول الصلب, أو على درجة حرارة اليوتكتيك ففي سبائك الألمنيوم- ليثيوم على سبيل المثال إن إضافة المغنزيوم سوف يخفض قابلية ذوبان الليثيوم في الألمنيوم,كما أن إضافة المغنزيوم في سبائك الألمنيوم - نحاس سوف يخفض من نقطة اليوتكتيك الإنصهارية , وفي الجدول التالي يظهر تراوح درجة اليوتكتيك الإنصهارية لسبائك الألمنيوم - نحاس- مغنزيوم .
كما إن أهم ما يؤثر على زمن المعالجة الحرارية هو سماكة السبيكة و قدرة الفرن المستخدم, كما يشمل زمن الإبقاء للسبيكة المنجزة الإختلاف الحراري بين الفرن و الجزء ودرجات الحرارة السطحية و المركزية.


ملف مرفق 3221






الأكسدة في درجة الحرارة المرتفعة:

إن الخطأ الشائع والمعروف ب ( High – Temperature Oxidation) (HTO)الأكسدة في الحرارة العالية و الذي يؤدي إلى تخفيض بعض خصائص السبيكة , أُعطيت هذه التسمية للتعبير عن انتشار الهيدروجين الذي يؤثر على الطبقات السطحية أثناء المعالجة في درجة الحرارة المرتفعة , إن هذه الحالة تنتج من التلوث الرطب في جو الفرن و الذي ينتج أحياناً من الكبريت , إن تماس الرطوبة مع الألمنيوم في درجات الحرارة العالية يعمل كمصدر للهيدروجين الناشئ و الذي ينتشر في المعدن ,كما أن العناصر الغريبة كمركبات الكبريت تعمل كمذيبات لأكسيد الغشاء السطحي الطبيعي ,حيث نجد أكثر المعالم وضوحاً و الناتجة عن الأكسدة في درجات الحرارة العالية هو البثور السطحية و أحياناً الفراغات الداخلية أو الإنقطاعات الداخلية والتي يمكن اكتشافها بالفحص الفوق الصوتي الدقيق أو باستخدام تقنيات دراسة التركيب المعدني metallographic techniques .
وهنا يجب الإشارة إلى أنه ليس جميع السبائك تتأثر بنفس الدرجة بهذا النوع من العيوب.
إن الملوث الأكثر تأثيراً على سبائك الألمنيوم هو مركبات الكبريت ولذلك فإنه للوقاية يستخدم مركب Fluoborate وقائي في الفرن يساهم في تقليل التأثيرات الضارة للرطوبة و الملوثات غير المرغوب بها حيث يشكل هذا المركب طبقة مانعة أو غشاء رقيق عازل على سطح الألمنيوم ,وعلى الرغم من ذلك فإن هذا المركب الوقائي ليس فعالاً بشكل دائم ففي بعض التطبيقات قد يتشكل الأوكسيد على الرغم من استخدامه عدا أنه قد يسبب تلوثاً و يشكل خطراً على المستخدمين.إن الطريقة الثانية المستخدمة لتفادي التأثيرات الضارة للرطوبة و العناصر الغريبة هو إكساء الألمنيوم بطبقة رقيقة من أوكسيد الألمنيوم بطريقة التحليل الكهربائي تمنع هذه الطريقة من تأثير الأكسدة في درجة الحرارة العالية لكن عيوب هذه الطريقة هو التكلفة العالية في الوقت والمادة و الهشاشة السطحية الطفيفة الناتجة عن عملية التنظيف اللاحقة للسطوح . في أغلب الأحيان يتم تفادي هذه المشكلة بتطبيق ضغط محلي لتسطيح البثرات الناتجة ثم القيام بإنهاء ميكانيكي كالتلميع والصقل.


معالجة الراسب دون معالجة مسبقة للمحلول:
هناك بعض السبائك لا تتأثر نسبياً بنسبة التبريد أثناء عملية السقاية حيث يتم تبريدها مباشرة بعد الإنتهاء من عملية التشكيل على الساخن إما بتيار هوائي أو بتيار من الماء البارد, في مثل هذه الظروف تُُعرّض السبائك لمعالجة حرارية للراسب بشكل مباشر دون معالجة مسبقة للمحلول و غالباً ما يتم ذلك مع السبائك الرقيقة .

السقاية (Quenching) :
هي الخطوة الحرجة و الأكثر أهمية في مختلف أشكال المعالجات الحرارية. إن الهدف الأساسي من السقاية هو المحافظة على المحلول الصلب الذي تم تشكيله عند درجة حرارة المعالجة الحرارية عن طريق التبريد السريع له إلى درجة حرارة منخفضة بعض الشيء تكون غالبا مساوية لدرجة حرارة الغرفة, ومن هنا نجد أن ذلك لا يعني الإحتفاظ بالذرات المذابة في المحلول فحسب و إنما أيضاً الحفاظ على العدد الأدنى من النقاط الشاغرة في الشبكة للمساعدة في تشكيل الإنتشار المطلوب عند درجات حرارة منخفضة لتشكيل البنية . إن القذرات المذابة و التي ترسب إما على حدود الحبوب أو تحل محل جزيئات أخرى إضافة إلى إشغالها المناطق الشاغرة في السبيكة قد تؤدي إلى الإضرار بالسبيكة , لذلك ولتلافي هذه الأنواع من الرواسب والتي تضر بالخواص الميكانيكية و بمقاومة التآكل يتم سقاية المحلول الصلب الذي تم تشكيله أثناء المعالجة الحرارية بسرعة كافية و بدون توقف لإنتاج محلول مشبع بدرجة حرارة الغرفة.

تأثير نسبة السقاية على الخصائص:
بشكل عام نجد أنه كلما تمت السقاية بسرعة أكبر و بدون انقطاع كلما كانت الخصائص الميكانيكية أفضل كما أن التأثير على تلك الخواص يعتمد على درجة الصلابة أو المرونة المطلوبة للسبيكة ففي الشكل يظهر تأثير السقاية على أربع سبائك خلال مجال حراري (290-400 Cº) (550-750Fº) كما تظهر مقارنات مماثلة

الشكل (c) يوضح تأثر الألمنيوم بمعدل السقاية حيث:
(a) :المطيلية بعد معالجة لأربع سبائك مشكلة.
(b) :قابلية الشد لثماني سبائك مشكلة.
(c) :تأثير السقاية على سبيكتي ألمنيوم – ليثيوم مختلفتين وكلاهما تمت معالجة المحلول لهما لمدة ساعة واحدة وعند الدرجة (520Cº-970Fº) و سبيكتي ألمنيوم - نحاس - مغنزيوم – زنك تمت المعالجة لمدة 40 دقيقة عند حرارة (480Cº-895Fº) .





3.JPG







الشكل (c
عوامل تؤثر على نسبة السقاية:
تعد نسب السقاية حساسة جدا للشرط السطحي للأجزاء المعالجة حيث تكون النسبة منخفضة للمنتجات التي تملك سطوح نظيفة لامعة أو المنتجات المكسية بمواد تنقص من نقل الحرارة كما أن وجود بقع من الأوكسيد يزيد من نسب التبريد , وتجدر الملاحظة هنا إلى أنة يمكن أن نجعل التغييرات أكثر وضوحا وذلك من خلال تطبيق الطلاءات الغير عاكسة و التي تسرع من عملية التسخين.
يقوم الأسلوب المتبع في حالة المنتجات المعقدة على تعديل نسبة التبريد في نقاط مختلفة أثناء السقاية مما يؤثر على الخواص الميكانيكية و الإجهاد المتبقي المعين خلال السقاية .
يوضح الشكل (d) تأثير الشروط السطحية على تبريد السطح الوسطي من صفيحة بسماكة 13mm)) . الشكل (a) : السقاية بماء بدرجة حرارة (20Cº) , و (b) بالماء المغلي .





4.JPG




الشكل (d)


استخدام السقاية لتقليل الإجهاد المتبقي :
يعتبر استخدام الغمر بالماء البارد الأكثر شيوعا إذ أنه ينتج السقاية الأكثر فعالية ولكن وعلى الرغم من ذلك فإنه ينتج مشاكل منها الإجهاد المتبقي , ينشأ الإجهاد المتبقي في الأقسام الثقيلة من سبائك الألمنيوم من التوسع الحراري التفاضلي أثناء السقاية ,حيث أن النقاط المركزية المنكمشة و التي ما تزال ساخنة تسب مباشرة إلى الطبقات الخارجية المبردة وبالتالي يزداد الإجهاد مع حجم القسم المعالج وهذا ما يوضحه الشكل e حيث يبين الفرق بين كل من حالتي السقاية بالماء المغلي والماء البارد اعتبارا من درجة حرارة 540Cº .

5.JPG

سقاية بماء بارد سقاية بماء مغلي
الشكل )e) : تأثير السقاية على الإجهاد المتبقي اعتبارا من درجة حرارة540Cº وذلك في اسطوانات صلبة من سبيكة الألمنيوم.
يعتبر نمط توزيع الإجهاد المتبقي في الأجزاء المسقية نمطا مرغوبا به في الخدمة حيث إجهاد الضغط الداخلي على سبيل المثال يمنع الفشل الناتج عن التعب والتآكل اللذان يبدءان في الألياف الخارجية, إلا أن عمليات الإزالة للمعدن و المتطلبة إنجازها بعد المعالجة الحرارية غالبا ما تسبب إجهادات شد للمعدن ,وبالإضافة لذلك فإن عمليات الإزالة غير المتناسقة تسبب تشويها بسبب إعادة توزيع الإجهاد المتبقي .
يتم تخفيض نسبة الإختلاف في التبريد بين السطح و المركز عن طريق استخدام سقاية أكثر اعتدلا ضمن وسط مائي أكثر سخونة من الحالة الطبيعية أو ضمن محلول كحولي ((water-glycol-solutions.
ويستخدم الماء المغلي الذي يخفض معدل السقاية للأجزاء السميكة على الرغم أنه يخفض من الخصائص الميكانيكية و مقاومة يتم تخفيض نسبة الإختلاف في التبريد بين السطح و المركز عن طريق استخدام سقاية أكثر اعتدلا ضمن وسط مائي أكثر سخونة من الحالة الطبيعية أو ضمن محلول كحولي ((water-glycol-solutions.

التشكيل والتعديل بعد السقاية :
تكون أكثر سبائك الألمنيوم مرنة بعد سقايتها كما لو أنها قد خضعت للتلدين و هذا ما يسمح بتشكيل وتعديل القطع حيث يتم غالبا السيطرة على التشوه الميكانيكي و تخفيض الإجهاد المتبقي,وتجدر الإشارة هنا إلى أن الإجهاد المتبقي في أجزاء المنتج و المتشكل ضمن ظروف السقاية أعلى منه ضمن ظروف التلدين ولذلك فإنه يجب أن تتم عملية التشكيل للقطع المعاملة بالسقاية بحذر خشية التعب الحرج الذي يوضحه الشكل (e) .
يوضح الشكلf) عدة منحنيات توضح حالة التعب في سبيكة الكلاد(Alclad) بسماكة 1mm)) بعد ثني القطع ومن ثم إجراء تسطيح لاحق إحداها في ظروف التلدين و الأخرى في ظروف معالجة حرارية تليها سقاية. تجدر الإشارة هنا إلى أن إعادة المعالجة الحرارية للأجزاء المشكلة بعد إجراء السقاية لها تسبب نموا مفرطا للحبيبات في المناطق المتوترة بشكل خطر.



19.JPG



الشكل (f) : المنحني (2) التسطيح تم في ظروف التلدين تتم في ظروف المعالجة والسقاية.
تحليلات عامل السقايةَ Quench -Factor –Analysis)):

نجد من الدراسة التحليلية للسقاية للسبائك أن هناك تعاظما حاصلا في نسب الكثافة الترسيبية خلال عملية السقاية وعند ما يسمى بدرجة الحرارة الحرجة,إضافة إلى اختلافات حاصلة في هذه النسب تبعا لدرجات الحرارة, ففي درجات الحرارة المرتفعة نجد أن النسب صغيرة بسبب انخفاض درجة الإشباع الممتاز على الرغم من نسب الإنتشار العالية .
أما في درجات الحرارة المنخفضة فإن نسب الإنتشار تكون منخفضة وبالتالي تكون نسبة الكثافة الترسيبية منخفضة على الرغم من الدرجة العالية لفرط التشبع,في حين تكون نسب الكثافة الترسيبية في درجات الحرارة المتوسطة أعلى وبالتالي فإن التمثيل البياني للعمليات الإنتاجية كعلاقة بين الوقت ودرجة الحرارة تكون منحنيات على شكل حرفC)).
اوجد العالمان ( fink & willy) طرقا لوصف تأثير نسبة السقاية باستخدام منحنيات C)) كما هو واضح في الشكل (g) في الأسفل الذي يوضح اختلاف الخصائص لسبائك الألمنيوم باختلاف السماكات تبعا لنسب السقاية وارتفاع درجة الحرارة.
















20.JPG

الشكل (g) : اختلاف الخصائص لعدة سبائك تبعا لارتفاع الحرارة ونسبة السقاية مع اختلاف السماكة.

21.JPG
الشكل (h) : يوضح هذا الشكل علاقة الوقت بدرجة الحرارة عند قيمة (95%) من إجهاد الشد الأعظمي لعدة أنواع من سبائك الألمنيوم.

أو لتحقيق تغيرات في سلوك التآكل بدءاً من حالة التنقير(pitting ) وصولا إلى التفتت((intergranularبين الحبيبات كما هو موضح في الشكل(j) .


22.JPG




الشكل (k):يوضح منحني(C) الذي يبين نوع التآكل الحاصل في إحدى سبائك الألمنيوم.
أو إظهار مقدار التوصيل الإلكتروني للسبيكة كما في الشكل (l).

23.JPG

الشكل(l) : يوضح التغييرات في الناقلية الإلكترونية لسبيكة من الألمنيوم و الليثيوم(2.5%) بعد إجراء معالجة حرارية لمدة نصف ساعة عند درجة حرارة(540Cº) ومن ثم تغطيس بحوض الصهر زيت ومن سقاية بالماء.
تجدر الإشارة بأن أنف التقوس (أعظم قيمة للتقوس) لمنحنيات C)) يحدد درجة الحرارة الحرجة حيث تكون أعلى نسبة من الكثافة الترسيبية,وعلى الرغم من أن نسب السقاية يمكن لها أن تقدم تنبؤات معقولة عن الخصائص في حال تحققت نسبة تبريد موحدة,إلا أنها لا يمكن تحقيق ذلك عندما تتفاوت نسب التبريد خلال السقاية, فعلى سبيل المثال استخدام المعلومات التي يوضحها المنحني (C) بما يسمى تحليلات عامل السقاية يعطينا مقدار تأثير السقاية على الخصائص للسبيكة المدروسة,حيث تعتبر طريقة تحليل عامل السقاية طريقة نافعة في تحديد طريقة السقاية المجدية للوصول للخصائص المطلوبة ومتى تكون السقاية غير مجدية.

التعتيق Age Hardening)):
تتم عملية التعتيق بعد المعالجة الحرارية والسقاية وهي نوعان إما تعتيق في درجة حرارة الغرفة (التعتيق الطبيعي), أو بمعالجة حرارية للراسب المتشكل (تعتيق اصطناعي).
التعتيق الطبيعيNatural Aging)):
تتطلب أكثر السبائك التي تحتوي العديد من عناصر الخلط و خاصة تلك التي تحتوي النحاس تعتيقاً طبيعياً , حيث أن تصلب الراسب الذي ينتج من التعتيق الطبيعي لوحده يعطي خصائص مميزة من حيث قابلية الشد و الصلابة ومقاومة الكسر العالية ومقاومة التعب .
تتفاوت خصائص التعتيق من سبيكة لأخرى وذلك تبعا لكل من الوقت ونسب التغيير , و كما يتم تقليل تأثيرات السقاية بتخفيض درجة حرارة التعتيق , ويمكن في بعض السبائك إعاقة التعتيق أو إبطاؤه لعدة أيام عن طريق الحفاظ على درجة حرارة -18Cº)) أو حتى أخفض.

2التعتيق الاصطناعيArtificial Aging)):
يحدث هذا النوع من التعتيق في ظروف درجات الحرارة المنخفضة و التي تتراوح عادة بين (115 Cº و 190Cº)في حين تتفاوت مدة المعالجة بين 5 ساعات و48 ساعة, حيث ينتج من المعالجة في درجات الحرارة المرتفعة ولمدة زمنية طويلة تشكل الجزيئات الأكبر وهنا نحرص على أن تكون هذه الجزيئات قليلة التواجد مع تحقيق أعظم مسافة تباعد فيما بينها.
يكمن الهدف من اختيار مميزات الدورة الحرارية للتعتيق وراء الحصول على أفضل و أعظم نسبة من الكثافة الترسيبية مع التحكم بنمط التوزيع بين الجزيئات ولكن ولسوء الحظ فإن اختيار المميزات المحددة لتحسين أحد الخصائص كالمطيلية مثلا يختلف عن ذلك المطلوب لتحسين الخصائص الأخرى كمقاومة التآكل,وبذات الوقت قد يؤثر التعتيق عكسيا على الصلابة كما يوضح الشكل(1) :








24.JPG




الشكل (1) تأثير المط والتعتيق على المطيلية و القساوة.

يقدم التحكم والتنظيم لدرجة الحرارة مشاكلاً في التعتيق الصناعي تشابه المشاكل التي نواجهها في المعالجة الحرارية,حيث يعتبر التحكم والتنظيم الجيد لدرجة الحرارة في كافة أنحاء الفرن والحمل المطبق هو أمر مطلوب في التعتيق الصناعي,مع الانتباه إلى ضرورة أن تكون درجة الحرارة دائما أدنى من درجة الحرارة الحرجة, حيث تؤثر إشعاعات بعض الأفران بشكل سلبي نتيجة أن القدرة الحرارية العالية تحتاج درجات حرارة مرتفعة يصعب مها التحكم بدرجة الحرارة. يتميز التعتيق الصناعي بأن وقت النقع اللازم يتمتع بتسامحات كبيرة مما يجعل التحكم به أمرا سهلا. تكمن المشكلة الرئيسية أثناء نقع العينات في التكثيف الزائد في الأحمال حيث أن بعض مناطق التحميل قد تحتاج إلى إطالة فترة النقع كعلاوة على الفترة الاسمية المحددة .
تقسية السبائك المصبوبة:
تعتبر القواعد والإجراءات المتخذة للمعالجة الحرارية لكل من السبائك المشكلة والمصبوبة متشابهة بشكل عام حيث تكمن الاختلافات الرئيسية بين السبائك المشكلة والمصبوبة تكمن في وقت النقع ومتوسط السقاية فمثلا تحتاج المصبوبات فترات إنتقاع أطول من السبائك المشكلة أما عندما تكرر المعالجة الحرارية للمصبوبة فإن فترات الإنحلال تصبح قريبة لتلك المستخدمة في السبائك المشكلة,وذلك لأن تكاثف المحلول وتجانسه يكون قد تم و غير قابل للإرجاع في الظروف الطبيعية. تنتج معالجة المصبوبات نتائج تختلف تبعا لكيفية المعالجة لأن التقارب في التغيرات البنيوية المجهريه يرتبط بنسب التجمد التي تتطلب فترة أطول من المعالجة الحرارية.

إزالة الإجهادStress Relief)):
تكون أغلب سبائك الألمنيوم بعد إخراجها من السقاية مباشرة في حالة كما لو أنها في ظروف التلدين, وبالنتيجة فإنه من المفيد جدا تشغيل القطعة بعد السقاية مباشرة بهدف تخفيف الإجهادات أو حتى إزالتها, إضافة لذلك فقد تم إنجاز العديد من المحاولات لتطوير المعالجات الحرارية بحيث تزيل الإجهادات المتشكلة أو تقلل منها غير أن عمليات التعتيق الصناعي غالبا ما تكون عاجزة عن إزالة الإجهادات , وبذات الوقت فإن تعريض المنتج لدرجات الحرارة العالية حيث يكون إزالة الإجهادات أمراً ممكنا يؤدي إلى إكسابه خصائص ضعيفة, تستخدم مثل هذه الطرق عندما التخفيض المعتدل من قيمة الإجهادات أمرا مهما للغاية لدرجة أنه يمكن معه التضحية ببعض الخصائص الميكانيكية للسبيكة.
–إزالة الإجهادات الميكانيكية Mechanical-Stress- Relief) ):
يشمل التشويه للمنتج عمليات الشد أو الانضغاط ليصل إلى (1-3%) من التشوه البلاستيكي الذي يمكن التحكم به , فإذا كان هناك حاجة لإزالة الإجهادات الميكانيكية فإنه يجب على المستخدم أن يمتنع عن إعادة المعالجة الحرارية .
يوضح الشكل 2) في الأسفل التأثير المفيد من بقاء 3%)) من تشوهات الضغط و الناتجة عن عمليات التطريق (الحدادة).

25.JPG

الشكل (2) حيث يشير كل من (parallel) و (normal) إلى اتجاه التشوه بالنسبة لمستوي القطع المعتبر.

–تأثير التعتيق على الإجهاد المتبقي:
يتم تخفيض الإجهادات المتنامية الناتجة عن عملية السقاية خلال عملية التعتيق,حيث يعتمد مقدار التخفيض من الإجهادات بشكل كبير على الوقت المستغرق ودرجة حرارة التعتيق,وكما يعتمد على تركيب السبيكة و بشكل عام يستخدم التعتيق للحصول على تخفيض بسيط في الإجهاد يتراوح بين (10%)و(35%) وكما يستخدم معالجة حرارية مرتفعة من أجل الحصول على تخفيض للإجهادات الناتجة عن السقاية حيث يتم تخفيف الإجهادات الحرارية. تستخدم مثل هذه المعالجات عندما يكون تخفيض قوة السبيكة أو المنتج والناتج عن عملية التعتيق أمرا مقبولا أو حتى يمكن تجاهله. إلا أن أنواع أخرى من المعالجات يتم استخدامها لتخفيف الإجهادات تعرف هذه المعالجات بالمعالجات تحت الصفرية أو ما يسمى بالاستقرار البارد , تتضمن هذه المعالجات تعريض المنتج لدورة حرارية تتفاوت فيها درجات الحرارة ما بين درجات حرارة أعلى من درجة حرارة الغرفة وأخرى أقل منها ويتم تأمين هذه السلسلة من درجات الحرارة المتفاوتة بسهولة باستخدام الماء المغلي للمرتفعة منها وخليط من الجليد والكحول لتلك المنخفضة,وكما يتراوح عدد مجاميع الدرجات من واحد إلى خمسة في الدورة الواحدة , ويكون مقدار التخفيض الأعظمي للإجهاد المتبقي بهذه الطريقة حوالي (25% ) , وهنا يجب التأكيد إلى أنه لا يمكن تحقيق التخفيض الأعظمي إلا في حال تم تعريض السبيكة للمعالجة تحت الصفرية أولاً(أي التعريض لدرجات الحرارة المنخفضة) ومباشرة بعد السقاية حيث القوة المحصلة للسبيكة منخفضة و كما أنه لا يمكن تحقيق أي منفعة إضافية من تعريض المنتج لدورة حرارية جديدة. إن تخفيضا بمقدار (25%) من الإجهاد المتبقي يكون أحيانا كافيا لإنجاز منتج ما لم يكن قابلا للإنتاج قبل إجراء مثل هذا التخفيض , ومع ذلك فإن تخفيضا كبيرا للإجهاد المتبقي بمقدار ((83%على سبيل المثال يمكن إنجازه عن طريق زيادة القساوة المنتجة من السقاية المرتفعة جداً قد ينجز مثل هذا الأمر عن طريق تمديد مرحلة المعالجة إلى ما دون الصفر حوالي (-195Cº) ثم التعريض بسرعة كبيرة للسقاية المرتفعة جداً عن طريق التعريض لجبهة من البخار النقي ذو الحرارة المرتفعة كما هو واضح في (26) , و تجدر الملاحظة هنا إلى أن نسبة إعادة التسخين تكون حرجة جدا لذلك يجب التأكد من التطبيق الصحيح من تأمين جبهة البخار .



26.JPG






المعالجة الحرارية:
يمثل A :تبريدا حتى ( 195Cº- ) ثم سقاية مرتفعه في جبهة من البخار الحار.
B :تبريدا حتى (-75Cº ) ثم سقاية مرتفعة في جبهة من البخار الحار.
C : تبريد حتى (-75Cº ) ثم سقاية في ماء مغلي .
D : تمثل الحالة القياسية.



الشكل (3) يبين التأثير المختلف لأنواع السقاية المرتفعة لإزالة الإجهاد المتبقي , وقد طبقت السقاية لمدة تتراوح بين نصف ساعة و ساعة ونصف.
في النهاية ننوه إلى أن هذه العملية لا تخلص المنتج من العيوب الناتجة عن عمليات التصنيع أو حتى عيوب داخلية كانت موجودة منذ البداية.







–التلدين:
تستخدم المعالجات التلدينية لسبائك الألمنيوم بأنواع مختلفة حسب الهدف الذي تستخدم من أجله , كما يعتمد زمن التلدين ودرجة حرارته على نوع السبيكة و التركيب الأولي لها . يعتبر التلدين الكامل أكثر أنواع التلدين نعومة ومرونة و أكثرها قابليه لظروف العمل المختلفة ,ويستخدم هذا النوع من التلدين للسبائك القابلة و غير القابلة للتشكيل على الساخن .
يعتبر وقت التلدين ضروريا لإعطاء النعومة اللازمة للمادة المنتجة حيث يتراوح الوقت اللازم بين عدة ساعات في درجات الحرارة المنخفضة إلى عدة ثواني في درجات الحرارة المرتفعة.
إذا كان الغرض من التلدين هو إزالة تأثيرات التصلب الناتجة عن التقسية فإن التسخين لدرجة حرارة(345Cº ) يعتبر كافيا عادة.

بعض المنتجات يمكن أن تعرض لعملية تسخين وتبريد سريع مثل الأسلاك حيث تلدن بالمعالجة المستمرة والتي تتطلب وقتا للتسخين والتبريد لا يتجاوز بضعة ثواني, قد تتجاوز درجة الحرارة القصوى (440Cº ) لمثل هذه العمليات السريعة جدا على الرغم من أن التلدين للمنتج ابتدأ من ظروف التقسية .

–التلدين الجزئي((partial annealing:
يسمى تلدين السبائك المشكلة والغير معرضة للمعالجة الحرارية والمنجز بهدف الحصول على خصائص ميكانيكية متوسطة بالتلدين الجزئي أو تلدين التحسين (H2-type tempers ) .تتميز درجات الحرارة المستخدمة في عمليات التلدين الجزئي بأنها أدنى من تلك المستخدمة لعمليات الإنتاج في إعادة التبلور الكامل , حيث تكون عملية التلدين ناقصة ومنجزة عن طريق إحداث تغييرات بنيوية في تجمع الإنخلاعات والإزاحات وإعادة تنظيم البنية الشبكية للنموذج . بشكل عام تعتبر قابلية الانحناء والتشكيل للسبائك الملدنة تلدينا جزئيا أعلى من تلك المساوية لها بدرجة التقوية والمحسنة عن طريق عملية إنهائية بالتشكيل على البارد .تتطلب المعالجة المستخدمة لإنتاج هذا النوع من التلدين (التلدين لجزئي) تحكماً مغلقا بدرجات الحرارة وذلك من أجل الوصول إلى خصائص ميكانيكية ثابتة وموحدة.
يظهر الشكل (4) في الأسفل التغييرات في المطواعية كتابع لدرجة الحرارة والزمن لنوعين من السبائك الغير القابلة للمعالجة الحرارية الملدنة تلدينا كاملا و المعاملة بالتشكيل على البارد ,يظهر من تلك المنحنيات (عن طريق اختيار التوافق الملائم بين الزمن ودرجة الحرارة ) الخصائص الميكانيكية المتوسطة لتلك السبائك المشكلة على البارد و الملدنة تلدينا كاملا ,و كما يتضح فإن المطواعية تعتمد بشكل كبير على درجة الحرارة أكثر من اعتمادها على زمن التسخين.




27.JPG






الشكل (4) التمثيل الإيزوترمي لمنحنيات التلدين لسبائك الألمنيوم.


تلدين إزالة الإجهاد ( (Stress-Relief Annealing:
يستخدم التلدين لإزالة الإجهادات الناتجة عن عمليات التقسية للسبائك المشكلة على البارد ويدعى هذا النوع من التلدين بتلدين إزالة الإجهاد ((Stress-Relief . يتم في هذا النوع من التلدين التسخين حتى درجة حرارة 345Cº)) أو حتى (400±8Cº) ومن ثم تبرد السبيكة حتى درجة حرارة الغرفة إلا أنه لا يوجد أي زمن محدد أو مطلوب خلال المعالجة , وكما أي معالجة تؤدي إلى تحسين بسيط (إعادة تبلور جزئي أو كامل ) . قد يتبع عملية التلدين الجزئي عملية تعتيق صناعي للسبائك القابلة للمعالجة الحرارية ومع ذلك وبسبب أن تركيز العناصر السبائكية في المحلول يكون كافيا ليتم إنجاز تعتيق طبيعي بعد هذه المعالجة. هناك نوع خاص من طرق إزالة الإجهاد يتم استخدامه للمنتجات السبائكية والتي تخضع لاحقا للاختبار الفوق صوتي , ويتم في هذه المعالجة تسخين المنتج لدرجة الحرارة الطبيعية للمعالجة الحرارية للمحلول ثم يبرّد بعدها بتيار هوائي هادئ حتى درجة حرارة الغرفة,وتدعى هذه الطريقة (O1 ).

–التحكم بجو التلدين و توازنه:
تشكل سبائك الألمنيوم المحتوية ولو على كميات صغيرة جدا من المغنزيوم طبقة سطحية من أكسيد المغنزيوم ما لم يكون الجو في فرن التلدين خالي من الرطوبة والأوكسجين, تعتبر هذه الحالة مشكلة حقيقية لا سيما في حال تواجد طبقة من الزيت أو النفط الذي لا يحترق في درجات الحرارة المنخفضة للتلدين ,وهنا يجب الحفاظ على نسبة منخفضة جدا من الأوكسجين في جو الفرن خلال حتى لا يتأكسد الزيت ويؤذي العمل .
يكون التحكم بدرجات الحرارة لكل من التلدين الجزئي والكامل حرجا أكثر مما هو في تلدين إزالة الإجهاد, حيث تختار درجات الحرارة والأزمنة بشكل محدد ومناسب لإحداث إعادة التبلور و لإحداث أعظم نسبة كثافة ممكنة في حالة السبائك القابلة للمعالجة الحرارية , لذلك فإنه يجب تحقيق تحكم كامل بنسبة التبريد , و تجدر الملاحظة هنا إلى أنه حتى لو سمح بتبريد المنتج ضمن الفرن فإن النسبة ستكون
مرتفعة , وبشكل مشابه فإن تخفيض حرارة الفرن بمقدار ( (28Cºكل ساعة سوف ينتج تبريدا متدرجا , والذي لا يكون مرضيا لأجل عمليات التشكيل المعقدة.
تؤمن عمليات التلدين إزالة كاملة للإجهاد المتبقي في المصبوبات عن طريق إجراء التلدين ضمن مجال حراري بين (315Cº ) و (345Cº) و لمدة تتراوح من ساعتين إلى أربع ساعات , كما تؤمن عملية التلدين استقرار وثبات بعدي للخدمة عند درجات الحرارة المرتفعة.
–نمو الحبيبات:
تتعرض العديد من سبائك الألمنيوم الشائعة الاستخدام لنمو الحبيبات خلال المعالجة الحرارية أو التلدين , و يمكن أن تحدث هذه الظاهرة خلال أو بعد إعادة التبلور للمادة والتي قد أخضعت لمقدار صغير وحرج من التشكيل على البارد حيث يظهر عادة في السطوح الخشنة خلال عمليات التصنيع اللاحق , وقد يصادف كنتيجة لنمو الحبيبات بعض الانخفاض في الخصائص الميكانيكية حيث يعتبر ذلك أمرا غير مرغوب به.
تختلف درجة التأثر بنمو الحبيبات باختلاف السبيكة والتركيب الكيميائي و كما يختلف من منتج لآخر , ويجب أن يتم الوصول لدرجة حرارة 400Cº أو ما هو أعلى من ذلك خلال أي معالجة قبل أن يتم نمو الحبيبات, إلا أنه وُجد نمو الحبيبات عند درجات مثل 345Cº .
يعتبر نمو الحبيبات الذي يحدث خلال إعادة التبلور الأولي تابعا لكل من التركيب والبنية ودرجة التشكيل على البارد أكثر منه كتابع لدرجة الحرارة ذاتها , و قد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة فوق 455Cº) ) لأغلب السبائك الشائعة إلى مشاكل من نمو حبيبات إعادة التبلور الثانوي .
لقد اصطلح على تسمية الحبيبات الكبيرة الناتجة على السطوح الخارجية للانحناءات بالتخشين أو ما يدعى بقشرة البرتقال(Orange Peel ),
حيث يتضح النمو الحاد للحبيبات التي تصل بحجمها حتى ظفر الإصبع أو أكبر من ذلك أحيانا في الأجزاء المصنعة من مادة ملدنة عن طريق التشكيل المرن ثم تتم المعالجة الحرارية أو عمليات مشابهه,ويُكشف هذا النوع من النمو للحبيبات أثناء المعالجة اللاحقة بالتحليل الكهربائي , و العمليات الكيميائية الأكالة, و كما يعتبر التكسر الحاصل أثناء اللحام كخاصية تشير إلى النمو الحاد للحبيبات .
يؤمن تكاثر الشقوق على حدود الحبيبات إعاقة صغيرة لنموها , وفي حال كانت الخشونة السطحية مرفوضة كمظهر أو مرفوضة من ناحية وظيفية فإنه يجب أن يتم إجراء عمليات التنعيم السطحي مثل التنظيف بالرمل أو الصقل , وفي حال أرتيب في تخفيض الخصائص الميكانيكية فإنه يجب التحقق من ذلك عن طريق الاختبار وتقدير مقدار تأثيرها على الخدمة. عندما تكتشف مشكلة نمو الحبيبات فإننا نكون قد تأخرنا كثيرا على إمكانية تغيير الظروف المؤثرة على الأجزاء , إلا أنه وعلى الرغم من ذلك يوجد العديد من الطرق التي تسمح لنا بأن نمنع تكرر مثل هذه الصعوبات أو العوائق , و أبسط هذه الطرق هو إزالة الإجهاد باستخدام تلدين إزالة الإجهاد خلال الدورة التصنيعية و بشكل مباشر قبل معالجة المحلول أو قبل مرحلة التلدين الكامل والتي يحدث خلالها نمو الحبيبات وغالبا ما تكون هذه الطريقة ناجحة وعملية.
بطريقة ثانية يمكن أن نضبط كمية الإجهاد المتواجدة في المنتج وبشكل مباشر قبل المعالجة الحرارية الحرجة مما يجعل تأثير الإجهاد خارج المدى الحرج , ويمكن القيام بذلك بإضافة عملية التشكيل على البارد قبل تشكيل المنتج أو عن طريق القيام بالتشكيل على مراحل متعددة مع القيام بعملية تلدين لإزالة الإجهاد قبل كل مرحلة .
الطريقة الثالثة والتي تعتبر ناجحة في بعض الأحيان و تتكون من زيادة نسبة التسخين خلال المعالجة الحرارية عن طريق تقليل حجم الأحمال على الفرن أو بالتغيير من الفرن الجوي(Air Furnace ) إلى حوض الصهر ملحي ( (Salt Bath.
إن التفسير المقدم لنجاح العملية هو أن التسخين المرتفع يؤمن ارتفاع كبير وسريع في درجة الحرارة خلال إعادة التبلور بشكل يمنع فيه ترك أي مجال زمني لنمو الحبيبات .

المعالجة الحرارية لخلائط الدور الألمنيوم :
تسخن الخليطة إلى 500 – 510 ثم يتم التبريد السريع بما لا يجب أن يزيد درجة حرارته عن 40 . تترك القطعة فترة من الزمن للتعمير في درجة الحرارة العادية لبضعة أيام . أما عملية التطرية فتتم بتسخين القطعة إلى 400 ْ مئوية ثم تبرد تبريداً بطيئاً جداً حتى ال250 ْ مئوية و عنها تترك لتبرد بالهواء .

1- التلدين : يتم عند درجة حرارة 360 م° و يتبعه تقسية الماء .
2- التعتيق الطبيعي : يجري عند درجة حرارة الغرفة لعدة أيام ، مما يؤمن مواصفات جيدة للمعدن وخاصة ً المقاومة الجيدة للصدأ في ظروف العمل المختلفة .
3- التعتيق الصناعي (الإسقاء بالماء) : ويتم بدرجة حرارة /165-185/ °م حيث يسرع عملية التصنيع للدور ألمنيوم لكن المواصفات الميكانيكية لا تكون بالمستوى الذي يمكن تحقيقه بالتعتيق الطبيعي حيث تكون مقاومة الصدأ أقل .
4- الإسقاء بالماء :
للطراز 1Д يتم رفع درجة الحرارة إلى (505-510)م° ومن ثم تبريد بالماء .
أما الطراز 16Д فدرجة الحرارة تكون (495-503)م °.
يمكن ملاحظة المواصفات التالية بعد المعالجات الحرارية :
يزداد إجهاد الشد ليصل إلى 2mm/kg 44 و تنخفض المطيلية لتصل إلى /15-17% أما إذا تم رفع درجة حرارة الدور إلى 260م ° لمدة 20-40 ثانية بعد التقسية فإن المواصفات الأولية للخلائط يتم استعادتها، وهي تزيد المطيلية للمعدن وتكون مناسبة في عمليات التشكيل على البارد .
- مطاوعته وسط , قابلية للحام سيئة .
- درجة مقاومة الصدأ غير عالية ويفضل تلبيسها بعمليات الأكسدة السطحية .

منتدى التشغيل المكنى
مهندس/ عبدالمحسن محمد
منتدى التشغيل المكنى
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://mohsen-cnc.yoo7.com
Admin
Admin


الدوله/المدينه الدوله/المدينه : الزقازيق -مصر
تاريخ الميلاد : 07/01/1964
تاريخ التسجيل : 01/03/2010

مُساهمةموضوع: رد: المعالجه الحراريه للالمنيوم النقى   الثلاثاء 28 يونيو 2011, 17:09

عملية الكربنة تتم في درجة حرارة حوالي620 درجة مؤيه وذلك لتزويد نسبة الكربون في المعدن بنسبة معبنة حيث يعتمد ذلك علي زمن ابقائة في منغمس في الكربون ولو زاد عن نسبة معينة سوف يتبفي جزء منه علي السطح ويحدث مشاكل.
بالنسبة لعملية النتردة فهي تستخدم غاز غني بالنيتروجين في درجة حرارة حةالي 700 درجة مؤية ويتغلغل داخل المعدن ليعمل علي زيادة الصلادة ولوزادة عن كمية معينة يحدث تكون لطبقة خرجية تحدث مشاكل.حديد الترمسيون هو صلب كربونى ولكن به نسبه قليله من الكربون لا تتعدى0.5% كربون وغالبا لايقبل أى معالجة حرارية وترمسيون إسم تجارى له.

منتدى التشغيل المكنى
مهندس/ عبدالمحسن محمد
منتدى التشغيل المكنى
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://mohsen-cnc.yoo7.com
 
المعالجه الحراريه للالمنيوم النقى
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتدي المخرطة CNC :: الفئة الأولى :: منتدي العام للعلوم والكتب التعلمية :: دروس تقوية ومزكرات للطلبة-
انتقل الى: