اقرأ في هذا المقال
أثناء عمليات التصلب والتقوية يحدث ترسيب المكونات القابلة للذوبان من المحلول الصلب مفرط التشبع، ومع تقدم هطول الأمطار تزداد قوة المادة، وغالبًا بسلسلة من القمم حتى الوصول إلى الحد الأقصى، حيث يؤدي التقدم في الوقت، أي الإفراط في العمر، ما يؤدي إلى انخفاض القوة بشكل مطرد حتى يتم الحصول على حالة مستقرة إلى حد ما، حيث توفر الجسيمات دون المجهرية المترسبة المفاتيح أو الأقفال داخل بنية الحبيبات وبين الحبيبات لمقاومة الانزلاق والتشويه الداخلي عند تطبيق حمولة من أي نوع بهذه الطريقة، حيث تزداد قوة وصلابة السبيكة.
المعالجة الحرارية لعمليات الهطول
ينتج عن تصلب الهطول زيادة كبيرة في قوة وصلابة المادة مع انخفاضات مماثلة في خصائص الدكتايل، لذلك تُعرف العملية المستخدمة للحصول على الزيادة المرغوبة في القوة بالشيخوخة أو تصلب الترسيب إن تقوية السبائك المعالجة بالحرارة عن طريق التقادم، حيث لا يرجع فقط إلى وجود مادة راسبة، بل ترجع القوة إلى كل من التوزيع المنتظم للترسبات غير المجهرية المشتتة بدقة وتأثيراتها على التركيب البلوري للسبيكة.
إلى جانب ذلك فقد تعتمد ممارسات التقدم في عمر القطعة المستخدمة على العديد من الخصائص بخلاف القوة كقاعدة عامة، حيث تكون السبائك ذات العمر الصناعي زائدة عن الحد قليلاً لزيادة مقاومتها للتآكل، حيث إن هذا صحيح بشكل خاص مع السبائك ذات المحتوى النحاسي المرتفع العمر صناعياً والمعرضة للتآكل بين الخلايا الحبيبية عندما لا تتقدم في العمر بشكل كافٍ.
السبائك التي تتطلب معالجة حرارية للترسيب
كما تنقسم سبائك الألومنيوم المعالجة بالحرارة إلى فئتين: تلك التي تحصل على قوتها الكاملة في درجة حرارة الغرفة وتلك التي تتطلب شيخوخة صناعية وتُعرف السبائك التي تحصل على قوتها الكاملة بعد 4 أو 5 أيام في درجة حرارة الغرفة باسم سبائك الشيخوخة الطبيعية، ويبدأ الترسيب من المحلول الصلب مفرط التشبع بعد فترة وجيزة من التبريد، حيث يتم الحصول على 90 بالمائة من القوة القصوى بشكل عام في غضون 24 ساعة والسبائك 2017 و 2024 هي سبائك طبيعية معمرة.
السبائك التي تتطلب معالجة حرارية للترسيب لتطوير قوتها الكاملة هي سبائك مصطنعة العمر ومع ذلك، فإن هذه السبائك تتقادم أيضًا بكمية محدودة في درجة حرارة الغرفة ويعتمد معدل ومدى التعزيز على السبائك، حيث تصل العديد من السبائك ذات العمر الصناعي إلى أقصى درجات مقاومة الشيخوخة الطبيعية أو درجة حرارة الغرفة بعد بضعة أيام، كما يمكن تخزينها للتصنيع في درجة حرارة -T4 أو -T3، وتستمر السبائك عالية المحتوى من الزنك مثل 7075 في التقدم في العمر بشكل ملحوظ على مدى فترة طويلة من الزمن، حيث وتغير خصائصها الميكانيكية تكون كافية لتقليل قابليتها للتشكيل.
يمكن الاستفادة من ميزة القابلية للتشكيل بدرجة W، بنفس الطريقة التي يتم بها استخدام السبائك الطبيعية المعمرة، أي عن طريق التصنيع بعد فترة وجيزة من المعالجة الحرارية للمحلول أو الاحتفاظ بقابلية التشكيل باستخدام التبريد، حيث أن التبريد يؤخر معدل الشيخوخة الطبيعية وعند 32 درجة فهرنهايت، تتأخر بداية عملية الشيخوخة لعدة ساعات، بينما يؤخر الثلج الجاف (-50 درجة فهرنهايت إلى -100 درجة فهرنهايت) تقدم العمر للقطعة لفترة طويلة من الزمن.
عمليات التبريد
بعد أن تكون المكونات القابلة للذوبان في محلول صلب، يتم إخماد المادة لمنع أو تأخير إعادة الترسيب الفوري، كما يتم استخدام ثلاث طرق تبريد متميزة، حيث يعتمد الشخص الذي سيتم استخدامه في أي حالة معينة على الجزء والسبائك والخصائص المرغوبة.
التبريد بالماء البارد
عادة ما يتم إخماد الأجزاء المنتجة من الألواح والبثق ، والأنابيب والمطروقات الصغيرة والمواد المماثلة في حمام ماء بارد، كما يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الماء قبل التبريد 85 درجة فهرنهايت، أما استخدام كمية كافية من الماء يحافظ على ارتفاع درجة الحرارة تحت 20 درجة فهرنهايت يضمن هذا الإخماد الجذري أقصى مقاومة للتآكل، هذا مهم بشكل خاص عند العمل مع سبائك مثل 2017 و 2024 و 7075 وهذا هو سبب تفضيل إخماد جذري، على الرغم من أن التبريد البطيء قد ينتج الخصائص الميكانيكية المطلوبة.
التبريد بالماء الساخن
يمكن إخماد المطروقات الكبيرة والأقسام الثقيلة بالماء الساخن أو المغلي، حيث يقلل هذا النوع من الإخماد التشويه ويخفف من التشقق الذي قد ينتج عن درجات الحرارة غير المتكافئة التي يتم الحصول عليها أثناء الإخماد، ويُسمح باستخدام مخمد الماء الساخن مع هذه الأجزاء لأن درجة حرارة ماء التبريد لا تؤثر بشكل حاسم على مقاومة التآكل لسبائك الحدادة، بالإضافة إلى ذلك، فإن مقاومة تآكل الأقسام الثقيلة ليست عاملاً حاسمًا كما هو الحال بالنسبة للأقسام الرقيقة.
التبريد بالرش
تعتبر رشاشات الماء عالية السرعة مفيدة للأجزاء المكونة من الصفيحة المغطاة والأقسام الكبيرة من جميع السبائك تقريبًا، حيث أن هذا النوع من الإخماد يقلل أيضًا من التشويه ويخفف من تشقق التبريد ومع ذلك، تحظر العديد من المواصفات استخدام التبريد بالرش لمواد الألواح العارية لعامي 2017 و 2024 نظرًا لتأثيرها على مقاومتها للتآكل.
