من المعروف أن أداء أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران السميكة يتحسن بعد المعالجة الحرارية، ويصبح أكثر توافقًا مع متطلبات أداء الأجزاء الميكانيكية. مع ذلك، قد تتعرض المواد المعدنية أثناء عملية المعالجة الحرارية لمشاكل مثل التشوه. ويؤثر ظهور هذا التشوه تأثيرًا بالغًا على تصنيع الأجزاء الميكانيكية. دعونا نلقي نظرة على العوامل الرئيسية الثلاثة المسببة لتشوه أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران السميكة أثناء المعالجة الحرارية.
1. عامل وسط التبريد
أظهرت الدراسات العملية ذات الصلة أن اختيار وسط التبريد في عملية المعالجة الحرارية يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتأثير هذه العملية، ويؤثر بشكل كبير على حدوث تشوه في المادة. ففي المعالجة الحرارية الفعلية، يؤثر اختيار جودة وسط التبريد على فعالية تبريد أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران السميكة، مما يحدّ بشدة من استقرار عملية التبريد. إضافةً إلى ذلك، تؤثر سرعة وطريقة خلط الوسط على المادة، فإذا كانت طريقة الخلط غير مناسبة، يزداد احتمال تشوه المادة.
2. معامل التشوه اللدن الناتج عن الإجهاد الداخلي
في عملية المعالجة الحرارية لأنابيب منتجات الفولاذ المقاوم للصدأ، يؤدي التسخين والتبريد غير المتساويين، بالإضافة إلى اختلاف زمن تغير الطور، إلى إجهاد داخلي، ويحدث تشوه لدني ناتج عن هذا الإجهاد في ظل ظروف لدنة معينة. خلال عملية التسخين والتبريد، تختلف معدلات التسخين والتبريد بين الطبقتين الداخلية والخارجية لأنبوب الفولاذ، مما ينتج عنه درجات حرارة مختلفة، وبالتالي درجات متفاوتة من التمدد الحراري والانكماش البارد. يُطلق على التشوه الناتج عن الإجهاد اسم التشوه اللدني الناتج عن الإجهاد الحراري. خلال عملية التسخين والتبريد، يتغير التركيب الداخلي لأنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ ذي الجدران السميكة بشكل متسارع.
3. عامل تشوه الحجم
تشوه الحجم: أثناء المعالجة الحرارية لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ الملحومة، تختلف الأحجام النوعية لبنى الأطوار المختلفة، ويُعرف تغير الحجم والقياس أثناء عملية تحول الطور بتشوه الحجم النوعي. يرتبط تشوه الحجم النوعي عادةً بمحتوى عنصري الكربون والذهب في الأوستنيت، وكمية الكربيدات الحرة والفريت، والفرق في الحجم النوعي للبنية قبل وبعد التبريد السريع، وكمية الأوستنيت المتبقي. وبشكل عام، ينتج تشوه الحجم عن تغير الحجم النوعي أثناء تحول الطور. حجم كتلة المارتنسيت أكبر من حجم كتلة الأطوار المكونة الأخرى للفولاذ. فعندما يتحول أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ ذو الجدران السميكة من الأطوار المكونة الأخرى إلى المارتنسيت أثناء المعالجة الحرارية، سيزداد حجمه حتمًا. أما حجم كتلة الأوستنيت فهو أصغر من حجم كتلة بنى الفولاذ الأخرى. فعندما يتحول من الأطوار المكونة الأخرى إلى الأوستنيت أثناء المعالجة الحرارية، سينخفض حجمه.
من خلال المقدمة السابقة، يتضح أن العوامل الرئيسية لتشوه الأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ ذات الجدران السميكة أثناء المعالجة الحرارية هي وسط التبريد وسرعة التحريك المتوسطة، والتشوه اللدن الناتج عن الإجهاد الداخلي، والتشوه الحجمي. يؤثر هذا التشوه أثناء المعالجة الحرارية بشكل ملحوظ على كفاءة العملية. ولضمان دقة هذه الأنابيب، يجب اتخاذ التدابير اللازمة للتحكم في تشوهها أثناء المعالجة الحرارية إلى أدنى حد ممكن.
تاريخ النشر: 19 يونيو 2024