טיפול בחום הוא דרך פופולרית לשנות את התכונות המכניות של מתכות מסוימות. אחת הדרכים הטובות ביותר להתאים מתכת לדרישות של סביבה או יישום נתון היא להיות מסוגל לשנות את החוזק, הקשיחות והקשיחות שלה מבלי לשנות באופן משמעותי את ההרכב הכימי שלה. ניתן לטפל במתכת בחום במגוון דרכים, אך הרווה היא אחת הטכניקות הנפוצות ביותר.
מה זה מרווה?
כיבוי הוא שלב בתהליכים רבים של טיפול בחום הכולל חימום החלק לטמפרטורה הנדרשת וטבילתו במדיום מרווה כדי לקרר אותו במהירות. תהליכים אחרים של טיפול בחום מגיעים לרוב לאחר כיבוי, כגון יישון, חישול או חישול כדי להשיג את התוצאות הרצויות. על ידי קירור מהיר של המתכת, אתה יכול למנוע או לעודד היווצרות של מבנים מיקרו שונים בתוך הפלדה כדי להשיג את התכונות שאתה צריך עבור היישום המיועד.
הסוגים השונים של מבנים גבישיים כוללים:
· אוסטניט: אוסטניט נוצר כאשר ברזל מחומם במהלך עיבוד מתכת. זהו מבנה מיקרו קשיח ועם זאת ניתן לעיצוב שהוא מצוין לריתוך. לפלדה אוסטניטית יש מגוון יישומים, אך לעתים קרובות היא עובדת עוד יותר כדי ליצור פלדה מרטנסיטית.
· מרטנסיט: טרנספורמציה מרטנסיטית היא מה שקורה כשמקררים במהירות מתכת מחוממת. בעוד פלדה מרטנסיטית קשה, היא גם שבירה מאוד. עיבוד המתכת לאחר ההמרה עוזר להחזיר לה גמישות מסוימת ולהקל על מתחים פנימיים.
· פריט: פריט הוא מבנה מיקרו רך ויציב מבחינה תרמודינמית שנוצר לפני הפיכתו לאוסטניט. זה מתרחש בעיקר בפלדה דלת פחמן.
· צמנטיט: צמנטיט הוא מבנה מיקרו לא יציב מבחינה תרמודינמית המכיל ברזל ופחמן. מבנה המיקרו הנוקשה שלו מביא למתכת קשה מאוד אך שבירה.
· פרלייט: התקררות איטית גורמת למיקרו-מבנה פרלייט, המורכב משכבות מתחלפות של פריט וצמנטיט. מבנה זה חזק וקל משקל עם עמידות בפני שחיקה גבוהה.
· ביינייט: Bainite הוא מבנה מיקרו קשה ושביר שנוצר כאשר רכיב פלדה מתקרר מהר יותר מקצב הקירור של פרלייט אך איטי יותר ממרטנזיט.
סוג של מדיה מרווה
תהליך ההמרה יכול להתבצע באמצעות מגוון מדיות מרווה. לכל מדיום יש איכויות מרווה מיוחדות משלו. מהירות ההמרה, בעיות המרווה, החלפת חומרי המרווה ועלות חומרי ההמרה הם גורמים שיש לקחת בחשבון בעת קביעת סוג השימוש במדיה. להלן הסוגים העיקריים של חומרי המרווה:
אוויר
אוויר הוא אמצעי מרווה פופולרי המשמש לקירור מתכות להרווה. סבירות היא אחד היתרונות העיקריים של האוויר; עלות העלות שלו היא תוצאה של השפע שלה עלי אדמות. למעשה, כל חומר שחומם ולאחר מכן נותנים לו להתקרר לטמפרטורת החדר פשוט על ידי השארתו לבדו נחשב ככבה באוויר. כיבוי אוויר מבוצע גם באופן מכוון יותר כאשר הוא נדחס ונכפה סביב המתכת הנמרה. זה מקרר את החלק מהר יותר מאוויר דומם, למרות שאפילו אוויר דחוס עדיין עלול לקרר מתכות רבות לאט מדי כדי לשנות את התכונות המכניות.
מים
מים מסוגלים לכבות מתכות מחוממות במהירות גם כן. פלדה עשויה להתקרר במהירות על ידי כיבויה במים, וזה נהדר להגיע לקשיות הגבוהה ביותר האפשרית ביישומים מסוימים. עם זאת, בגלל הצטברות מתח פנימית, מהירות הקירור שלו יכולה גם לגרום לעיוותים ולסדקים. כתוצאה מכך, יש צורך בהליכים מתכות נוספים להשלמת הרכיב.
מים, כמו גזים רבים, מתקבלים בקלות ואין להם השפעה על הסביבה, מה שהופך אותם לתווך מרווה בר קיימא. כיסי קיטור עלולים לעכב את תהליך הכיבוי במים; אם זה קורה, הצורף חייב לסחרר את הרכיב בתווך כדי למנוע מכיסי אוויר רטובים להיווצר ולהחדיר מזהמים.
שמן
שמן מסוגל לכבות מתכות מחוממות הרבה יותר מהר מאשר אוויר דחוס. אלמנט שחומם נשמט לתוך מיכל מלא בשמן לכיבוי. ניתן לשטוף את החלק גם בשמן. מכיוון שלסוגים שונים של שמן יש מהירויות קירור ונקודות הבזק שונות, הם משמשים לעתים קרובות ביישומים שונים.
מי מלח
מי מלח, או מי מלח, מהווים מדיום מרווה מצוין לקירור מהיר. הוא מתקרר מהר יותר מאוויר, מים ושמן. הסיבה לכך היא שכאשר תערובת המלח והמים באה במגע עם מתכת חמה, היא מונעת יצירת כדוריות אוויר. כתוצאה מכך, הנוזל יכסה חלק גדול יותר משטח המתכת מאשר בועות אוויר.
מרווה מתקשות פלדה
פלדה ראויה להתייחסות מיוחדת כאשר נדון בתהליך ההמרה מכיוון שתכונותיה המכניות רגישות מאוד לכיבוי. באמצעות תהליך הרוויה המכונה התקשת מרווה, הפלדה מועלת לטמפרטורה מעל טמפרטורת ההתגבשות מחדש שלה ומתקררת במהירות באמצעות תהליך ההמרה. ההמרה המהירה משנה את מבנה הגביש של הפלדה, בהשוואה לקירור איטי. בהתאם לתכולת הפחמן ולמרכיבי הסגסוג של הפלדה, היא יכולה להישאר עם מבנה מיקרו קשיח ושביר יותר, כגון מרטנזיט או בייניט, כאשר היא עוברת את תהליך ההתקשות המרווה. מבנים מיקרו אלה מביאים להגברת החוזק והקשיות של הפלדה. עם זאת, הם משאירים את הפלדה פגיעה לסדקים ועם הפחתה גדולה בגמישות. מסיבה זו, חלק מהפלדות עוברות חישול או נורמליזציה בעקבות תהליך הקשחת המרווה.
