‫كيفية تحسين قوة الفوالذ؟ تحتاج تنقيح‬
‫‪0‬تعليقات ‪/in‬أخبار‪/by WLDSTEEL‬‬
‫تشير قوة الفوالذ إلى أداء التشوه والكسر للمواد المعدنية تحت تأثير القوة الخارجية ‪ ،‬والتي تشمل عمو ًما قوة الشد وقوة‬
‫االنحناء وقوة الضغط‪ .‬كلما كان الفوالذ أكثر مقاومة للقوى الخارجية ‪ ،‬كان الفوالذ أقوى‪ .‬فكيف يمكننا تحسين قوة‬
‫الفوالذ؟‬
‫‪Solution S‬تقوية‬
‫يتسبب المحلول الصلب لعناصر السبائك في معدن المصفوفة في حدوث تشوه شبكي معين ويزيد من قوة السبيكة‪ .‬يزيد‬
‫التشوه الشبكي من مقاومة حركة الخلع ويجعل من الصعب االنزالق ‪ ،‬مما يزيد من قوة وصالبة محلول السبيكة الصلب‪.‬‬
‫تسمى ظاهرة تقوية المعدن بالتحلل إلى عنصر مذاب لتشكيل محلول صلب تقوية المحلول الصلب‪.‬‬
‫تزداد قوة وصالبة المادة بالتركيز المناسب للذرات المذابة ‪ ،‬لكن المتانة واللدونة تقالن‪ .‬كلما زاد الجزء الذري للذرة‬
‫المذابة ‪ ،‬زاد الفرق في الحجم الذري بين الذرة المذابة ومعدن المصفوفة ‪ ،‬وكلما كان التعزيز أقوى ‪.‬‬
‫الذرات المذابة الخاللية لها تأثير تقوية للمحلول أكبر من الذرات البديلة ‪ ،‬وتأثير تقوية الذرات الخاللية أكبر من تأثير‬
‫البلورات المكعبة المتمركزة على الوجه ألن التشوه الشبكي للذرات الخاللية في البلورات المكعبة المتمركزة في الجسم‬
‫غير متماثل‪ .‬ومع ذلك ‪ ،‬فإن قابلية الذوبان الصلبة للذرات الخاللية محدودة للغاية وتأثير التعزيز الفعلي محدود أيضًا‪ .‬كلما‬
‫زاد االختالف في عدد إلكترونات التكافؤ بين ذرة الذائبة ومعدن الركيزة ‪ ،‬كلما كان تعزيز المحلول أكثر وضو ًحا ‪ ،‬أي‬
‫أن قوة الخضوع للمحلول الصلب تزداد مع زيادة تركيز إلكترونات التكافؤ‪.‬‬
‫تصلب العمل‬
‫مع زيادة التشوه البارد ‪ ،‬تزداد قوة وصالبة المواد المعدنية ‪ ،‬لكن اللدونة والمتانة تقالن‪ .‬تصلب العمل على البارد هو‬
‫ظاهرة تزداد قوة وصالبة المواد المعدنية بينما تقل اللدونة والصالبة أثناء تشوه البالستيك تحت درجة حرارة إعادة‬
‫التبلور‪ .‬ألن المعدن في تشوه البالستيك ‪ ،‬انزالق الحبوب ‪ ،‬الخلع يسبب استطالة الحبوب ‪ ،‬التفتت والتليف ‪ ،‬اإلجهاد‬
‫الداخلي المتبقي المعدني‪ .‬عادة ما يتم التعبير عن تصلب العمل بنسبة الصالبة الدقيقة للطبقة السطحية بعد المعالجة وقبل‬
‫المعالجة اآللية وعمق طبقة التصلب‪.‬‬
‫يمكن أن يؤدي تصلب العمل إلى تحسين أداء القطع للفوالذ منخفض الكربون وتسهيل فصل الرقاقة ‪ ،‬ولكنه يجلب‬
‫صعوبات إلى مزيد من المعالجة اآللية لألجزاء المعدنية‪ .‬على سبيل المثال ‪ ،‬في عملية الصفيحة الفوالذية المدلفنة على‬
‫البارد واألسالك الفوالذية المسحوبة على البارد ‪ ،‬يزداد استهالك الطاقة للسحب بل ويتكسر ‪ ،‬لذلك يجب أن يكون من‬
‫خالل التلدين الوسيط إلزالة تصلب العمل‪ .‬في عملية القطع لجعل سطح قطعة العمل ه ً‬
‫شا وصلبًا ‪ ،‬قم بزيادة قوة القطع‬
‫وتسريع تآكل األداة ‪ ،‬إلخ‪.‬‬
‫إنه يحسن قوة وصالبة ومقاومة التآكل للفوالذ ‪ ،‬خاصة بالنسبة لتلك المعادن النقية وبعض السبائك التي ال يمكن تحسين‬
‫قوتها عن طريق المعالجة الحرارية‪ .‬مثل األسالك الفوالذية عالية القوة المسحوبة على البارد وزنبرك الملف البارد ‪ ،‬هو‬
‫استخدام تشوه المعالجة الباردة لتحسين القوة والحد المرن‪ .‬يستخدم مسار الخزان والجرار وإقبال السكك الحديدية أيضًا‬
‫تقوية العمل لتحسين صالبة ومقاومة التآكل‪.‬‬
‫تقوية الحبوب الدقيقة‬
‫تسمى طريقة تحسين الخواص الميكانيكية للمعدن عن طريق تكرير الحبوب بتقوية الحبوب الدقيقة‪ .‬نحن نعلم أن المعدن‬
‫عبارة عن بلورات متعددة تتكون من العديد من الحبيبات ‪ ،‬ويمكن التعبير عن حجم الحبيبات بعدد الحبيبات لكل وحدة‬
‫حجم‪ .‬كلما زاد العدد ‪ ،‬كانت الحبوب أدق‪ .‬أظهرت التجارب أن معدن الحبيبات الدقيقة لديه قوة وصالبة وليونة وصالبة‬
‫أعلى من معدن الحبوب الخشنة في درجة الحرارة العادية‪ .‬وذلك ألن الحبيبات الدقيقة يمكن أن تتشتت في المزيد من‬
‫الحبوب عندما يحدث تشوه البالستيك تحت قوة خارجية ‪ ،‬وبالتالي يكون تشوه البالستيك أكثر اتساقًا ويكون تركيز اإلجهاد‬
‫صغيرا‪.‬‬
‫ً‬
‫باإلضافة إلى ذلك ‪ ،‬كلما كانت الحبوب أدق ‪ ،‬كانت مساحة حدود الحبوب أكبر ‪ ،‬وكلما كانت حدود الحبوب أكثر تعقيدًا ‪،‬‬
‫ضررا‪ .‬لذلك ‪ ،‬فإن الطريقة الصناعية لتحسين قوة المواد عن طريق تكرير الحبوب تسمى تقوية‬
‫كان انتشار الكراك أكثر‬
‫ً‬
‫الحبوب الدقيقة‪ .‬كلما زادت حدود الحبوب ‪ ،‬قل تركيز اإلجهاد ‪ ،‬وزادت قوة الخضوع للمادة‪ .‬تشمل طرق تنقية الحبوب‬
‫ما يلي‪ :‬زيادة درجة التبريد الفائق ؛‬
‫عالج متحولة‬
‫االهتزاز واإلثارة‬
‫يمكن تنقية المعادن المشوهة على البارد من خالل التحكم في درجة التشوه ودرجة حرارة التلدين‪.‬‬
‫تقوية المرحلة الثانية‬
‫باإلضافة إلى مرحلة المصفوفة ‪ ،‬توجد المرحلة الثانية في سبيكة متعددة األطوار مقارنة بالسبيكة أحادية الطور‪ .‬عندما يتم‬
‫كبيرا‪ .‬هذا التعزيز‬
‫توزيع المرحلة الثانية بشكل موحد في مرحلة المصفوفة كجسيمات مشتتة بدقة ‪ ،‬سيكون تأثير التعزيز ً‬
‫يسمى تعزيز المرحلة الثانية‪ .‬بالنسبة لحركة الخلع ‪ ،‬تشتمل المرحلة الثانية من السبيكة على الشرطين التاليين‪)1( :‬‬
‫التعزيز بواسطة جسيم غير قابل للتشكيل (آلية تجاوز)‪ )2( .‬تأثير تقوية الجسيمات المشوهة (آلية القطع)‪.‬‬
‫ينتمي كل من تقوية التشتت وتقوية الترسيب إلى الحاالت الخاصة لتقوية المرحلة الثانية‪ .‬السبب الرئيسي لتقوية المرحلة‬
‫الثانية هو التفاعل بينها وبين الخلع ‪ ،‬مما يعيق حركة الخلع ويزيد من مقاومة تشوه السبيكة‪.‬‬
‫بشكل عام ‪ ،‬فإن أهم ما يؤثر على القوة هو تكوين المعدن نفسه ‪ ،‬والهيكل التنظيمي وحالة السطح ‪ ،‬تليها حالة اإلجهاد ‪،‬‬
‫مثل سرعة القوة الالحقة ‪ ،‬أو طريقة التحميل ‪ ،‬أو التمدد البسيط أو اإلجهاد المتكرر ‪ ،‬سوف يظهرون قوة مختلفة ؛‬
‫باإلضافة إلى ذلك ‪ ،‬فإن شكل وحجم المعدن ووسط االختبار لهما أيضًا تأثير ‪ ،‬وأحيانًا يكون حاس ًما ‪ ،‬مثل قوة الشد للفوالذ‬
‫عالي القوة الذي قد يتم تقليله بشكل كبير في جو الهيدروجين‪.‬‬
‫هناك طريقتان رئيسيتان لتحسين القوة‪ :‬األولى هي تحسين قوة الترابط بين الذرات للسبيكة لتحسين قوتها النظرية ‪ ،‬وإنتاج‬
‫بلورة كاملة بدون عيوب مثل الشعيرات‪ .‬إن قوة شعيرات الحديد المعروفة قريبة من القيمة النظرية ‪ ،‬والتي يمكن افتراض‬
‫أنها ناتجة عن عدم وجود خلع في الشعيرات أو إلى حقيقة أنها تحتوي فقط على عدد قليل من االضطرابات التي ال يمكن‬
‫كبيرا ‪ ،‬ستنخفض القوة بشكل حاد‪ .‬ثانيًا ‪ ،‬يتم إدخال عدد‬
‫أن تتكاثر أثناء التشوه‪ .‬ومع ذلك ‪ ،‬عندما يكون قطر الطولي ً‬
‫كبير من العيوب البلورية في البلورة ‪ ،‬مثل الخلع ‪ ،‬وعيوب النقطة ‪ ،‬والذرات غير المتجانسة ‪ ،‬وحدود الحبوب ‪،‬‬
‫والجسيمات شديدة التشتت أو عدم التجانس (مثل الفصل) ‪ ،‬وما إلى ذلك‪ .‬هذه العيوب تعيق حركة الخلع وتحسن بشكل‬
‫كبير قوة المعدن‪ .‬ثبت أن هذه هي الطريقة األكثر فعالية لزيادة قوة المعدن‪.‬‬
‫‪/https://www.wldsteel.com/ar/how-to-improve-the-strength-of-steel‬‬