المحتوى
يُعرف المعدن بأنه مادة صلبة يمكنها تحمل الكثير من البلى ، لكنها ربما لم تبدأ بهذه الطريقة. لقد مرت أنواع كثيرة من المعادن بعملية تصلب المعادن لجعلها أكثر ملاءمة للوظيفة التي يحتاجون إليها. هناك أنواع مختلفة من تصلب ، من خلال عمليات معقدة للتدفئة والتبريد ، تساعد على جعل المعادن صلبة ومتينة وسهلة الاستخدام.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
تتضمن كل عملية تصلب المعادن ثلاث خطوات رئيسية: التدفئة ، تمرغ وتبريد المعادن. بعض الأنواع الشائعة من تصلب تشمل تصلب الإجهاد ، وتعزيز الحل الصلبة ، تصلب هطول الأمطار ، والتبريد وتلطيف.
سخنها
في حين توصل المهندسون وعمال المعادن إلى عدة أنواع مختلفة من التصلب اعتمادًا على نوع المعدن والنتائج التي يرغبون في رؤيتها ، فإن كل نوع يتضمن ثلاثة أجزاء أساسية: تسخين المعدن ، نقعه ثم تبريده.
خلال الخطوة الأولى ، المعالجة الحرارية ، يقوم عمال المعادن بتسخين المادة ، وغالبًا في درجات حرارة شديدة الحرارة. في بعض الأحيان ، يقومون بذلك لتغيير التكوين الفيزيائي أو الكيميائي للمعادن ، لتسهيل التعامل معه والعمل معه في كثير من الأحيان. على سبيل المثال ، عندما تتعرض بعض المعادن لدرجات حرارة أعلى من 1000 درجة فهرنهايت ، يتغير هيكلها الداخلي. يمكن أن يكون هذا مؤقتًا ، بحيث يمكن لعمال المعادن تغيير شكله ومن ثم إعادته إلى حالته الأصلية. في المعادن الأخرى ، التغيير دائم. في بعض الأحيان ، يصبح هذا الهيكل الداخلي أقوى وأكثر صرامة ، مما يجعله مادة أفضل لاستخدامها في شيء يتطلب قوة ، مثل بناء ناطحة سحاب. في أوقات أخرى ، يتم استخدام المعالجة الحرارية لزيادة ليونة المعدن. المعادن مع مستويات عالية من ليونة قادرة على الصمود أمام قوى سحب عليها من أي نهاية. هذه هي نوعية مهمة للمعادن مثل النحاس ، والتي تحتاج إلى سحبها إلى شرائح رقيقة من الأسلاك النحاسية ، أو الذهب ، والتي غالباً ما يتم سحبها إلى خيوط رفيعة لصنع المجوهرات.
نقع والتبريد
الجزء الثاني من العملية هو نقع المعدن. على الرغم من أن كلمة "تمرغ" قد تجعلك تفكر في الطريقة التي ستنقع بها كلبًا في الحمام بعد الركض عبر فناء خلفي موحل ، إلا أن نقعها في عملية تصلب المعادن يختلف قليلاً. المعدن غير منقوع في حوض مليء بمادة سائلة. بدلاً من ذلك ، يشير النقع في هذه الحالة إلى التأكد من أنه بمجرد أن يصل المعدن إلى درجة الحرارة المرغوبة أثناء عملية التسخين ، فإنه "ينقع" في تلك الحرارة. يكون التوقيت مختلفًا بالنسبة لجميع أنواع الصلابة المختلفة ، ولكن بشكل عام ، يتعين على العامل المعدني التأكد من أن جميع القطع المعدنية تصل إلى درجات الحرارة المناسبة لفترة زمنية محددة.
الخطوة الثالثة والأخيرة في عملية التصلب هي التبريد. بعد تسخين المعدن والسماح له بالنقع في تلك الحرارة ، يجب تبريد المعدن. في بعض الأحيان ، تعود المعادن إلى بنيتها الكيميائية أو الفيزيائية الأصلية بعد هذه العملية. في أوقات أخرى ، يتأكد عمال المعادن من أن المعادن يتم تغييرها للأبد.
أنواع تصلب المعادن
هناك عدة أنواع مختلفة من عمليات تصلب المعدن ، اعتمادًا على نوع المعدن الذي يبدأ به العمال والمواد التي يريدون تحويلها إلى.
واحدة من أكثرها شيوعا هو التحول Martensitic ، المعروف أيضا باسم التبريد وتلطيف. إنها عملية معقدة لتصلب الفولاذ ، ويجب على العاملين في مجال المعادن توخي الحذر لتنفيذ كل خطوة بشكل صحيح. أولاً ، يجب عليهم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة قصوى. بعد ذلك ، يتغير الهيكل البلوري داخل الفولاذ للسماح بحل المزيد من الكربون. في هذه المرحلة ، يجب إخماد المعدن أو تبريده بسرعة كافية حتى لا يتوفر للكربون الوقت لتكوين مواد أخرى غير مرغوب فيها في المعدن. التبريد السريع يجعله يظل في حالة تصلب ، مما يجعله مادة قوية أكثر ملاءمة لتحمل الكثير من البلى. تسمى الحالات المختلفة التي تمر بها خلال العملية austenite و martensite ، ويمكن لمورد austempering و martempering أن يوفر لك المزيد من المعلومات حول هذه العملية.
أنواع أخرى من عمليات تصلب تشمل تصلب الحالة ، يصلب وتصلب هطول الأمطار. يعمل كل منها بطرق مختلفة لجعل المعدن أكثر متانة أو مطيلاً أو صلبًا أو مرنًا من أجل مساعدة المهندسين على استخدامها بعدة طرق. هناك جميع أنواع المعادن في العالم من حولك ، ومن المحتمل أن يكون أحد عمال المعادن قد استخدم عملية تصلب لإدخالها إلى حالتها الحالية.