هل تساءلت يومًا لماذا يبدو الفولاذ المدرفل على الساخن مختلفًا عن الفولاذ المدرفل على البارد؟ تتعمق هذه المدونة في الاختلافات الرائعة بين هاتين المادتين الأساسيتين. سوف تكتشف كيف تؤثر درجة الحرارة على إنتاجهما وهيكلهما وتطبيقاتهما. في النهاية، ستفهم متى تختار الفولاذ المدرفل على الساخن لفعاليته من حيث التكلفة وسلامة هيكله، أو الفولاذ المدرفل على البارد لأبعاده الدقيقة وتشطيباته الفائقة.
يعتبر الدرفلة على الساخن والدرفلة على البارد من العمليات الحاسمة في تصنيع الصلب، حيث يضفي كل منهما خصائص مميزة على المنتج النهائي. تؤثر هاتان الطريقتان بشكل كبير على البنية المجهرية والخصائص الميكانيكية والتشطيب السطحي لمكونات الصلب.
الدرفلة على الساخن:
تنطوي هذه العملية على تشويه الصلب عند درجات حرارة أعلى من درجة حرارة إعادة التبلور (عادةً > 900 درجة مئوية). وهي الطريقة الأساسية لإنتاج مجموعة واسعة من منتجات الصلب نظراً لكفاءتها وقدرتها على التعامل مع أحجام كبيرة. يقلل الدرفلة على الساخن من الضغوط الداخلية ويحسن الليونة ويخلق بنية حبيبية أكثر اتساقاً.
الدرفلة على البارد:
يتم إجراء الدرفلة على البارد تحت درجة حرارة إعادة بلورة الفولاذ، وتستخدم الدرفلة على البارد لإنتاج فولاذ بتفاوتات أكثر دقة وتشطيب سطح فائق وخصائص ميكانيكية محسنة. وهي مناسبة بشكل خاص للمنتجات ذات المقاييس الرقيقة وحيثما يكون التحكم الدقيق في الأبعاد أمرًا بالغ الأهمية.
تطبيقات الدرفلة الخاصة بالمنتج:
1. قضبان الأسلاك:
2. قضيب فولاذي:
3. قطاع الصلب:
4. صفيحة فولاذية:
5. فولاذ بزاوية:
6. أنبوب فولاذي:
7. الصلب على شكل حرف U والصلب على شكل حرف H (الأقسام الإنشائية):
8. حديد التسليح (قضيب التسليح):
الدرفلة على الساخن:
تكون السبائك والقضبان في درجة حرارة الغرفة شديدة المقاومة للتشوه والمعالجة. ولذلك، عادةً ما يتم تسخينها إلى درجات حرارة تتراوح بين 1100-1250 درجة مئوية قبل الدرفلة، وهي عملية تعرف باسم الدرفلة على الساخن.
وعادة ما تتراوح درجة الحرارة النهائية للدرفلة على الساخن من 800-900 درجة مئوية. بعد الدرفلة، يتم تبريد الفولاذ عادةً بالهواء، وهو ما يحاكي بشكل فعال المعالجة الحرارية للتطبيع.
الدرفلة على الساخن هي الطريقة السائدة لمعالجة معظم منتجات الصلب.
وبسبب درجات الحرارة المرتفعة التي ينطوي عليها الأمر، يكوّن الفولاذ المدلفن على الساخن طبقة سطحية من قشور الأكسيد. توفر هذه الطبقة درجة من المقاومة للتآكل، مما يسمح بالتخزين في الهواء الطلق. ومع ذلك، فإنه يؤدي أيضًا إلى سطح خشن وتباين في الأبعاد.
بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب أسطحًا لامعة ونظيفة وأبعادًا دقيقة وخصائص ميكانيكية محسنة، يجب أن يخضع الفولاذ لمزيد من المعالجة. ويمكن أن يشمل ذلك إما إنتاج منتجات نصف مصنعة من خلال الدرفلة على الساخن أو منتجات تامة الصنع من خلال الدرفلة على البارد اللاحقة.
مزايا الدرفلة على الساخن:
الدرفلة على البارد:
يتيح الدرفلة على البارد حدوث تشوه بلاستيكي كبير في الفولاذ، وبالتالي تحسين قوة الخضوع والخصائص الميكانيكية الأخرى.
مزايا الدرفلة على البارد:
عيوب الصلب المدلفن على البارد:
الدرفلة على البارد تعني ضغط الفولاذ بضغط البكرات لتغيير شكله في درجة حرارة الغرفة.
على الرغم من أن العملية يمكن أن تسخن الصفيحة، إلا أنها لا تزال تسمى الدرفلة على البارد.
على وجه التحديد، الدرفلة على البارد تأخذ الدرفلة على الساخن لفائف الصلب كمادة خام، ويتم تصنيعها بالضغط بعد إزالة الجلد المؤكسد بالغسيل الحمضي. يكون منتجها النهائي صلبًا في اللف.
بشكل عام، يجب تلدين الفولاذ المدرفل على البارد، مثل الفولاذ المجلفن والملون، بحيث تكون اللدونة ومعدل الاستطالة أفضل، مما يجعله يستخدم على نطاق واسع في صناعات السيارات والأجهزة المنزلية والأجهزة.
ويتميز سطح الصفيحة المدرفلة على البارد بدرجة معينة من الصقل والملمس الناعم، وهو ما يتحقق من خلال الغسيل الحمضي.
بشكل عام، لا يمكن أن تلبي نعومة سطح الصفيحة المدرفلة على الساخن المتطلبات، لذلك يجب أن يكون شريط الفولاذ المدرفل على الساخن مدلفنًا على البارد. الحد الأدنى لسمك الفولاذ المدرفل على الساخن عادة ما يكون 1.0 مم، في حين أن الدرفلة على البارد يمكن أن تصل إلى 0.1 مم.
الدرفلة على الساخن هي عملية الدرفلة التي تتجاوز درجة حرارة التبلور، بينما الدرفلة على البارد هي عملية الدرفلة تحت درجة حرارة التبلور.
إن تغيير شكل الفولاذ المدرفل على البارد هو تشوه مستمر على البارد، وتتسبب الصلابة الباردة لهذه العملية في انخفاض قوة وصلابة وصلابة الملف المدرفل على البارد.
بالنسبة للمستخدمين النهائيين، يؤدي الدرفلة على البارد إلى تدهور أداء الختم، والمنتج مناسب للأجزاء المشوهة البسيطة.
المزايا：
ويمكنه صقل حبيبات الفولاذ، وإزالة عيوب البنية المجهرية، وتدمير هيكل السبيكة المصبوب. وينتج عن ذلك بنية فولاذية أكثر كثافة وخصائص ميكانيكية محسنة.
وينعكس هذا التحسن بشكل أساسي في اتجاه الدرفلة، وبالتالي لم يعد الفولاذ متساوي الخواص إلى حد ما. كما يمكن أيضًا لحام الفقاعات والشقوق والمسامية المتكونة أثناء الصب تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين.
العيوب：
يمكن أن تتأثر طبقات الفولاذ في اتجاه سُمك الفولاذ بشكل كبير، وقد يحدث تمزق صفحي بسبب انكماش اللحام. وغالبًا ما يصل الإجهاد الموضعي الناجم عن انكماش اللحام إلى عدة أضعاف إجهاد نقطة الخضوع، وهو أكبر بكثير من الإجهاد الناجم عن الحمل.
الإجهاد المتبقي هو إجهاد التوازن الذاتي الداخلي الذي يبقى في المادة دون تطبيق أي قوة خارجية. يحتوي الفولاذ المدلفن على الساخن من مختلف المقاطع على مثل هذه الإجهادات المتبقية، وكلما زاد حجم المقطع من الفولاذ المدلفن على الساخن في المقطع العادي، كلما زاد الإجهاد المتبقي.
على الرغم من أن الإجهادات المتبقية متوازنة ذاتيًا، إلا أنه لا يزال لها بعض التأثير على أداء المكونات الفولاذية تحت القوى الخارجية. على سبيل المثال، يمكن أن يكون للتشوه والثبات والإجهاد تأثيرات ضارة.
يتمثل الفرق بين الدرفلة على البارد والدرفلة على الساخن بشكل أساسي في درجة حرارة عملية الدرفلة.
يتم تنفيذ "الدرفلة على البارد" في درجة حرارة الغرفة، بينما يتم تنفيذ "الدرفلة على الساخن" في درجة حرارة عالية.
من وجهة نظر المعدن، يجب تمييز الحد الفاصل بين الدرفلة على البارد والدرفلة على الساخن من خلال درجة حرارة إعادة التبلور.
يحدث الدرفلة على البارد عند درجات حرارة أقل من درجة حرارة إعادة التبلور، بينما تحدث الدرفلة على الساخن عند درجات حرارة أعلى من درجة حرارة إعادة التبلور.
درجة حرارة إعادة بلورة الفولاذ هي 450 ~ 600 ℃.
المظهر وجودة السطح
يُظهر الفولاذ المدرفل على البارد جودة سطح فائقة مقارنةً بالفولاذ المدرفل على الساخن بسبب خطوات المعالجة الإضافية التي ينطوي عليها الأمر. تقلل عملية الدرفلة على البارد، والتي تحدث عادةً في درجة حرارة الغرفة، من عيوب السطح بشكل كبير وتوفر تشطيبًا أكثر سلاسة مع تفاوتات أكثر دقة في الأبعاد. وينتج عن ذلك انخفاض خشونة السطح ومظهر أكثر جمالية.
بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب طلاءات أو تشطيبات عالية الجودة، يُفضل الفولاذ المدلفن على البارد عمومًا نظرًا لخصائص سطحه المتفوقة، والتي تعزز التصاق أفضل ومظهر أكثر اتساقًا للطلاءات المطبقة.
يتوفر الفولاذ المدرفل على الساخن في حالتين أساسيتين للسطح: مخلل وغير مخلل. يخضع الفولاذ المدلفن على الساخن المخلل لعملية معالجة حمضية لإزالة القشور الكلسية (طبقة أكسيد الحديد) التي تكونت أثناء الدرفلة على الساخن، مما ينتج عنه سطح معدني نظيف ومعدني. ويحتفظ الفولاذ المدرفل على الساخن غير المخلل بطبقة سطحية مؤكسدة داكنة يمكن أن تظهر على شكل طلاء أزرق رمادي أو أسود.
يمكن أن تؤدي طبقة الأكسيد الموجودة على الفولاذ المدرفل على الساخن غير المدرفل، رغم أنها توفر بعض المقاومة الأولية للتآكل، إلى تسارع الصدأ إذا لم يتم حمايتها أو تخزينها بشكل صحيح في ظروف بيئية معاكسة.
الأداء
في حين أن الخواص الميكانيكية للصلب المدرفل على الساخن والصلب المدرفل على البارد غالبًا ما تعتبر متشابهة في التطبيقات الهندسية العامة، إلا أن هناك اختلافات ملحوظة يمكن أن تكون كبيرة في حالات استخدام محددة.
عادةً ما يُظهر الفولاذ المدلفن على البارد قوة خضوع أعلى قليلاً وصلابة سطحية متزايدة مقارنةً بنظيره المدلفن على الساخن. ويرجع ذلك إلى تصلب الشغل الذي يحدث أثناء عملية الدرفلة على البارد. ويعتمد مدى هذه التحسينات في الخصائص على درجة الشغل على البارد وأي معالجة حرارية لاحقة، مثل التلدين.
حتى بعد التلدين، يحافظ الفولاذ المدرفل على البارد بشكل عام على قوة أعلى من الفولاذ المدرفل على الساخن من نفس الدرجة. ويُعزى ذلك إلى البنية الحبيبية الدقيقة والإجهادات المتبقية الناجمة عن الشغل على البارد.
بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب خواص ميكانيكية دقيقة، من الضروري مراعاة هذه الاختلافات واختيار المادة المناسبة بناءً على متطلبات الأداء المحددة.
القابلية للتشكيل
تتأثر قابلية تشكيل الفولاذ بخصائصه الميكانيكية وخصائص سطحه. وفي حين أن الخواص الميكانيكية للصلب المدرفل على البارد والصلب المدرفل على الساخن يمكن أن تكون متشابهة، فإن جودة السطح الفائقة للصلب المدرفل على البارد غالباً ما تؤدي إلى قابلية تشكيل أفضل للعديد من التطبيقات.
يقلل السطح الأكثر سلاسة للصلب المدلفن على البارد من الاحتكاك أثناء عمليات التشكيل، مما يؤدي إلى نتائج أكثر اتساقًا وربما يسمح بتحقيق أشكال أكثر تعقيدًا. وهذا مفيد بشكل خاص في عمليات مثل السحب العميق والثني والختم.
ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن تصلب الشغل الموجود في الفولاذ المدرفل على البارد يمكن أن يحد أحيانًا من قابليته للتشكيل مقارنة بالفولاذ المدرفل على الساخن الملدن. في الحالات التي تكون فيها قابلية التشكيل القصوى مطلوبة، قد يكون الفولاذ المدرفل على البارد الملدن بالكامل أو الملدن بالكامل ضروريًا لتحقيق أفضل النتائج.
بالنسبة للتطبيقات التي تنطوي على عمليات تشكيل أقل حدة، قد تكون الاختلافات في قابلية التشكيل بين الفولاذ المدرفل على البارد والصلب المدرفل على الساخن أقل وضوحًا، وقد تلعب عوامل مثل التكلفة والتوافر دورًا أكثر أهمية في اختيار المواد.
بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR