الحديد الصلب هو سبيكة من الحديد تستخدم في البناء، وفي صناعة الأدوات المعدنية، وفي استخدامات أخرى مماثلة. يجب أن يتم تقسية الفولاذ ثم تنقيحه لتحمل مستوى الاستخدام المخصص له في الحالات التي تعرضه للكثير من البلى. باستخدام الأدوات المناسبة والقليل من التدريب، ستتمكن من تقوية الفولاذ في فترة زمنية قصيرة.
خطوات
1 ابدأ بالفولاذ بمحتوى كربون كافٍ. يؤدي تصلب الفولاذ إلى تغيير هيكل الكربون إلى هيكل بلوري بطريقة مماثلة للفحم أو الجرافيت تحت حرارة وضغط في الأرض يغيره إلى الماس. يحتاج الفولاذ إلى محتوى كربوني بنسبة 0.6٪ أو أكثر حتى يصلب دون صب مواد أخرى به. يسمى هذا النوع من الفولاذ الصلب عالي الكربون أو فولاذ الأدوات. (سبائك الفولاذ مثل الفولاذ الفضي وألواح القياس من الفولاذ عالي الكربون.)
- يمكن أيضًا تقوية الصلب الكربوني المتوسط ، أي الذي يحتوي على 0.4 إلى 0.55٪ كربون، ولكن هذه الأنواع من الفولاذ تتطلب مواد أخرى ليتم صبها معها حتى يمكن تقويتها بشكل أكبر.
- لا يمكن تقسية الفولاذ الخفيف – الذي يحتوي على نسبة كربون أقل من 0.4٪ – بشكل مباشر. ولكن يمكن تغطيتها بمواد أخرى لتصلبها في عملية تسمى التصلب.
2 سخن الفولاذ. قم بتسخين قطعة الصلب بأكملها ببطء أولاً. ثم ركز الحرارة على المنطقة التي تريد أن تتصلب، مثل طرف الإزميل أو طرف مفك البراغي، حتى تضيء تلك المنطقة باللون الأحمر.
3 أفرغ الصلب في سائل. يؤدي غمس الفولاذ الساخن في سائل أو غاز لتبريده بسرعة إلى تصلب المعدن. يمكن استخدام العديد من السوائل في عملية التبريد.
- الزيت هو أكثر سائل التبريد شيوعًا، خاصة إذا لم تكن متأكدًا من التركيب الكيميائي للفولاذ. الزيوت الشائعة المستخدمة هي الزيوت النباتية أو المعدنية أو زيت بذرة القطن أو زيت الحوت. يبرد الزيت الصلب بشكل أبطأ من الماء، مما يجعله أقل عرضة للتشقق ويعطيه نفس درجة التصلب. تميل معظم أنواع الفولاذ المركب، مثل العديد من الأنواع الحديثة من السبائك المتعددة، إلى التصدع إذا تم إخمادها بسرعة كبيرة، كما هو الحال في التبريد بالماء. يمكن للفقاعات أن تبطئ عملية التبريد وتشكل بقعًا ناعمة في المعدن إذا تُركت لتتشكل، لذلك عادةً ما يتم تقليب سائل التبريد لمنع تكون الفقاعات. يمكن أن تسبب زيوت الإطفاء أبخرة وبقعًا وانسكابًا، وهناك خطر حريق محتمل إذا لم يتم مراقبتها بشكل صحيح.
- يروي الماء المالح العسر الساخن بشكل أسرع من الماء النقي لأن الملح يسرع الفقاعات، ولكن يجب شطفه على الفور لأنه يفسد الفولاذ بشكل أسرع من الماء النقي.
- توفر بوليمرات الجليكول الممزوجة بالماء تبريدًا وسيطًا بين الماء والزيت ويعتمد معدل التبريد على كمية الجليكول. إنه يفسد الفولاذ بدرجة أقل من الماء وله إمكانية حريق أقل من الزيت، ولكن يجب مراقبة نسبة البوليمر إلى الماء باستمرار لضمان استمرارية النتائج.
- يتم استخدام التبريد المبرد (التبريد العالي) SWAL لمنع تكوين البقع اللينة والهشة وتقوية الحديد ليصبح أكثر صلابة. غالبًا ما يستخدم مع الفولاذ عالي الكربون أكثر من الكربون المتوسط.
4 نظف الفولاذ. يؤدي ذلك إلى إزالة سائل التبريد وإعداد الفولاذ للمراجعة / المعالجة النهائية. يمكن استخدام الماء لغسل الفولاذ إذا تم استخدام سائل آخر لإخماد الفولاذ. إذا لم يكن الأمر كذلك، فيمكن استخدام مادة كاشطة خفيفة، مثل قطعة قماش صنفرة.
5 قم بتسخين الفولاذ مرة أخرى، ولكن ليس كثيرًا. تؤدي عملية التسخين الثانية إلى مراجعة الفولاذ للتخلص من الهشاشة التي تسببها عملية التبريد. يمكن تسخين الفولاذ في فرن أو في حمام زيت أو خليط من البوتاسيوم ونترات الصوديوم أو الرصاص. تحدد درجة حرارة تسخين الفولاذ أثناء عملية المعالجة النهائية (التقسية) صلابة الفولاذ بعد ذلك، وكلما ارتفعت درجة الحرارة زادت نعومة وصلابة الفولاذ.
- يُظهر الفولاذ المسخن ألوان أكسدة على السطح أثناء عملية المراجعة اعتمادًا على مدى سخونته. تبدأ الألوان من الأصفر الفاتح عند 200 درجة مئوية وتصل إلى اللون القرمزي عند درجة حرارة 330 درجة مئوية. تُستخدم هذه الألوان كدليل لدرجة حرارة المراجعة اعتمادًا على كيفية استخدام الفولاذ. تتطلب سبائك الفولاذ درجات حرارة أعلى للحصول على لون معين يختلف عن الفولاذ الكربوني.
6 دع الفولاذ يبرد. يمكنك تبريد الفولاذ ببطء أو بسرعة، اعتمادًا على الخصائص المرغوبة للفولاذ النهائي، بدلاً من ضرورة استخدام التبريد السريع أثناء التبريد. فقط سبائك الفولاذ المعرضة للكسر مرة أخرى بعد المراجعة يجب تبريدها ببطء.
تحذيرات
- يجب دائمًا حفر الثقوب في الفولاذ قبل التسخين والتلطيف ثم ختمها بالصوف الصخري لمنع التشقق.