مرحلة أساسية في المعالجة الحرارية للمعادن هي التبريد. إنه ينطوي على تبريد جسم معدني بسرعة للحصول على صفات أو تغييرها مثل الصلابة أو القوة أو المتانة.

يقلل التبريد السريع من وقت تعرض المعدن لدرجات الحرارة المرتفعة ويحميها من العيوب. علاوة على ذلك ، يمكن أن يخضع المعدن للتغييرات اعتمادًا على طريقة التطبيق والوسائط.

الهواء والزيت والماء والمحلول الملحي هي بعض عوامل التبريد النموذجية.

يستخدم الزيت على نطاق واسع للتبريد لأنه ينقل الحرارة بسرعة دون تشويه المعدن بشكل كبير. على الرغم من أن وحدات التبريد الكاوية القائمة على الماء تكون أسرع ، فإن القوة التي تعمل بها يمكن أن تتسبب في تحطيم أو تشويه بعض المواد. في المقالة.

ما هي عملية التبريد؟

التسقية هي عملية تبريد سريعة تؤدي إلى تصلب المواد. يعتمد معدل التبريد على درجة المادة المعنية ، والتطبيق ، وتكوين مكونات السبائك. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العديد من خصائص وسيط التبريد تؤثر عليه أيضًا.

نظريًا ، قبل التبريد ، تخضع المادة المعدنية أو الزجاجية للتسخين بما يتجاوز درجة الحرارة القياسية. بعد ذلك ، يتم وضعه في التبريد السريع لإزالة الحرارة على الفور. يساعد على تعديل تلك الخصائص في البنية البلورية للمادة التي يتم فقدها أثناءالتدفئة.

لجعل المعدن أو الزجاج أكثر صلابة وأكثر صلابة كعنصر ، فإننا غالبًا ما نرويهم. يجب أن تكون درجة حرارة التبريد لجسم ما دائمًا أعلى من درجة حرارة إعادة التبلور ولكن أقل من درجة حرارة الانصهار>

هناك عادة ثلاث مراحل للتبريد تحدث عندما تقترب قطعة ساخنة من إخماد السائل. تحدد هذه المراحل التغيير في خصائص الختم والمادة. الخطوات الثلاث هي:

• مرحلة البخار
• مرحلة غليان النواة
• مرحلة الحمل الحراري

الآن ، دعنا نراجعها بعمق.

مرحلة البخار

تبدأ مرحلة التبخير عندما يكون الجو حارًا سطح المكون يقوم بالتلامس الأولي مع السائل المخفف. ينتج عنه تكوين درع بخاري حول العنصر. يحدث التوصيل إلى حد ما أثناء مرحلة البخار.

ومع ذلك ، فإن طريقة نقل الحرارة الأولية في هذه المرحلة هي الإشعاع من خلال غطاء البخار. البطانية المشكلة مستقرة نسبيًا.

الطريقة الوحيدة لتسريع إزالته هي التحريك أو إضافة مواد مضافة مختلفة. علاوة على ذلك ، من الأفضل جعل هذه المرحلة مختصرة قدر الإمكان

والسبب هو أنها تساهم بشكل كبير في المناطق الرخوة التي تتطور أثناء التبريد. لذلك ، قد المكونات الدقيقة غير المرغوب فيهاتطوير إذا سمح لهم بالاستمرار.

مرحلة غليان النواة

إنها المرحلة الثانية بعد مرحلة التبخير. يبدأ عندما يبدأ السائل الأقرب إلى سطح المادة في الغليان ، وتبدأ مرحلة البخار في الانهيار. إنها أسرع مرحلة لتبريد المكون المعطى.

بسبب انتقال الحرارة من السطح المسخن والامتصاص اللاحق في إخماد السائل ، يمكن الحصول على معدلات استخلاص حرارة كبيرة. يسمح للسائل المبرد بأخذ مكانه على السطح.

تضمنت العديد من وحدات quenchants إضافات لتعزيز معدلات التبريد القصوى للسائل. ينتهي الغليان عندما تنخفض درجة حرارة سطح المكون إلى ما دون درجة غليان السائل.

بالنسبة لتلك المكونات المعرضة للتشوه ، توفر الوسائط مثل الزيوت والأملاح عالية الحرارة نتائج جيدة. خلاف ذلك ، قد تصبح المواد هشة وتتلف بسرعة أثناء التطبيقات المرغوبة.

مرحلة الحمل الحراري

الحمل الحراري هو المرحلة الأخيرة من العملية. يحدث ذلك عندما تصل درجة حرارة المادة إلى درجة حرارة أقل من درجة غليان السواء. تتضمن مرحلة الحمل الحراري انتقال الحرارة عبر السائل الكتلي ، ونقطة البداية هي التوصيل.

إنها أبطأ مرحلة لأن نقل الحرارة يستغرق وقتًا طويلاً للوصول إلى جميع الجزيئات داخل الكتلة. يتضمن التحكم في إخلاء الحرارة من خلال الحمل الحراري العديد من المتغيرات ، بما في ذلكالحرارة النوعية للتخمير والتوصيل الحراري.

قد يؤثر اختلاف درجة الحرارة بين المخمد والمادة على عملية الحمل الحراري. عادة ، يحدث معظم التشويه في هذه المرحلة.

تحدث خطوات التبريد الثلاث المذكورة أعلاه بالترتيب في موقع معين. ومع ذلك ، اعتمادًا على هندسة القطعة والتحريك ، ستبدأ المناطق المختلفة المراحل المختلفة في أوقات مختلفة.

المراحل الثلاث لعملية التبريد

وسائط التبريد

يحدث التبريد من خلال أي وسيط ، وفيما يلي قائمة بأربع وسائط مختلفة. لكل منها إيجابيات وسلبيات ، اعتمادًا على خصائصها ، وعناصر الاتصال ، والوقت ، وقوانين نقل الحرارة ، والعلاقات.

1. الهواء: استخدام درجة الحرارة المحيطة العادية تبريد المادة المسخنة
2. محلول ملحي: محلول الملح والماء هو أسرع وسط تبريد عند التبريد.
3. الزيت: موثوق وأسرع التبريد البديل للهواء.
4. الماء: أسرع من الهواء أو الزيت في تبريد السوائل.

على الرغم من أن الأدبيات تحتوي على معلومات واسعة عن الوسائط المذكورة أعلاه ، دعنا نستكشف النوعان الرئيسيان ، الزيت والماء.

تبريد الماء

الماء له خاصية تبريد المواد إلى أسفل أسرع من الزيت والهواء. لذا ، فإن عملية التبريد خلال الماء هي عملية سريعة الخطى.

• إجراء التبريد بالمحلول الملحي يحتوي علىتفاعل أقسى بكثير عند التبريد من أي طريقة أخرى ، يعتبر ماء الشرب هو الطريقة الأكثر فعالية.
• قبل هذه العملية ، يجب أن يكون الماء في الغرفة أو في درجة الحرارة المرغوبة. بعد ذلك ، عندما يتم وضع المادة المسخنة في مياه التبريد ، فإنها تغير مراحلها وفقًا للمراحل.
• تأتي النتائج بشكل أسرع في تبريد الماء. ميزة أخرى هي أنها طريقة تبريد سريعة. لذلك فهي الأقل تكلفة من حيث المال والوقت. ومع ذلك ، بالطبع ، تأتي النتيجة السريعة مع عيوب كبيرة أيضًا.
• تأتي عيوب المنتجات النهائية الصلبة والهشة والقابلة للكسر بسهولة بهذه السرعة السريعة أو الفورية. يمكن تسمية المادة المروية بأنها ذات جودة صوت أو جودة سيئة.
• إخماد الماء هو خيار قابل للتطبيق في حالة تصلب الفولاذ. والسبب هو أن الفولاذ له طريقة فريدة للتبريد يمكن تحقيقها من خلال الماء. يسخن الفولاذ المكربن ​​فوق درجة حرارة إعادة التبلور.
• عن طريق التبريد الفوري للفولاذ ، يمنع التبريد بالماء الصلب من الذوبان في هذه المرحلة عندما يذوب إذا لم يتم إيقافه. لذلك ، فإن التبريد بالماء أكثر ملاءمة للصلب من الوسائط الأخرى.

التبريد بالزيت

إحدى تقنيات التبريد الأكثر شيوعًا في قطاع تبريد المعادن هي تبريد الزيت. الطريقة المثلى لتصلب السبائك المعدنية تمنحهمالصلابة والقوة اللازمتين دون التسبب في تيبسهما وهشاشتهما أثناء العملية.

استخدام تبريد الزيت له العديد من المزايا ، ولكن أهمها أنه يسخن بشكل أبطأ من وسائل التبريد الأخرى ويبرد لفترة أطول ، مما يمنح المادة المسخنة قدرًا أكبر من الثبات ووقت التصلب.

بالإضافة إلى ذلك ، هذا يضمن أن المادة المروية لن تكون هشة للغاية وستتحمل جيدًا. لذلك ، يُفضل على طرق الماء أو الهواء أو المحلول الملحي لأنها تقلل من احتمال تشويه أو تكسير جسم المعدن المُخمد.

التسقية هي عملية تبريد سريعة

الفرق بين تبريد الماء والزيت

الماء والزيت نوعان مختلفان من الوسائط. كلاهما مميز في بعض الجوانب ويتصرفان بشكل مختلف في التبريد. يلخص الجدول أدناه نظرة عامة على التباينات بين الوسيطتين.

تبريد الماء مقابل تبريد الزيت

الخاتمة

• يؤدي إجراء تبريد سريع يسمى التبريد إلى تصلب المواد. تؤثر جميع الدرجات والتطبيقات وتكوين مكونات السبائك في الفولاذ على معدل التبريد.
• يعتمد المعدل الذي تبرد به المادة أيضًا على خصائص جهاز التسقية. سلط هذا المقال الضوء على وسائط النفط والماء. كلاهما فريد وفقًا لـاستخدامات مختلفة.
• الزيت مفيد للتبريد لأنه ينقل الحرارة بسرعة دون تغيير المعدن. على الرغم من أن مخمدات المواد الكاوية القائمة على الماء تكون أسرع ، إلا أن القوة التي تعمل بها لديها القدرة على كسر أو تشويه بعض المواد.