رواية (تكنولوجيا)
رواية في التكنولوجيا أوطش (بالإنجليزية: Quenching) هي عملية تبريد سريع لمعدن شديد السخونة بواسطة تغطيسه المفاجئ في سائل، وتطبق تلك التقنية بصفة خاصة لزيادة صلادة الفولاذ. خلال تلك المعاملة الحرارية تسخن بترة الفولاذ إلى درجة حرارة الصلادة ثم تـُروى بتغطيسها في ماء أوزيت أودفع الهواء بشدة عليها لكي تبرد فجأة، بذلك تتكون بنية بلورية معينة (مارتينزيت) تجعل الفولاذ صلدًا، إلا أنه من المكن أيضًا حتى يصبح هشًا.
طبقًا لنوعية الحديد ونسبة هجريبه تعتمد بيانات المعاملة الحرارية عند الرواية، مثل درجة الحرارة، ووسط الرواية، ومدة الرواية والمعاملة الميكانيكية. وعلى عكس ذلك يتصف النحاس. فإذا كانت بترة النحاس قد تصلدت عن طريق الطرق البارد وأصبحت هشة فيمكن إعادة مرونتها عن طريق المعاملة الحرارية ثم طشها في سائل.
تستخدم في تقنية الفولاذ عن طريق توليد بلورات مارتينزيت فيه حيث يبرّد الفولاذ سريعًا عبر نقطة سهولة الانصهار eutectic point. ونقطة التكدس هي درجة الحرارة التي عندها لا يصبح الأوستنزيت مستقرًا. وفي سبيكة الفولاذ المحتوية على النيكل أوالمنجنيز تصبح نقطة التكدس منخفضة، مما يسهل عملية رواية المعدن. كما تؤتي رواية سبيكة الفولاذ المحتوية على التنجستن في الهواء أيضًا بالصفات المرغوبة من عملية الرواية.
التبريد السريع يمنع تكون بنية بلورية في السبيكة فتصبح السبيكة لا بلورية، ويسمى هذا النوع من المعادن "زجاج معدني" metallic glass. وهي تتميز بصلادة عالية إلا أنها تكون هشة.
الصلادة بالرواية
الصلادة بالرواية هي عملية ميكانيكية تعمل على زيادة صلابة وصلادة الفولاذ وسبائك الحديد. ويجرى ذلك عن طريق تسخين تلك المعادن إلى درجة حرارة معينة تعتمد على نوع المادة ثم تبريدها سريعًا. والمادة الناتجة من تلك العملية سواء كانت صلادة السطح أم صلادة كتلة المادة نفسها فهي تعتمد على معدل تبريد المادة. وفي العادة تسخن السبيكة عندئذٍ إلى درجة حرارة بغرض خفض درجة هشاشتها التي قد تزداد خلال عملية التصليد بالرواية. وتخضع أدوات ميكانيكية إلى عملية التصليد بالرواية، مثل التروس والمحاور والأدوات اليدوية والسكاكين والمقصات.
وصف العملية
تتكون عملية تصليد المعادن من عدة خطوات متتالية: وأول خطوة هي تسخين المادة إلى درجة الحرارة المطلوبة. ويمكن إجراء التسخين بالهواء الساخن (فرن هوائي) أوفي حمام ساخن. وتتل خطوة التسخين في الهواء الساخن لمدة 1 إلى 2 دقيقة لكل مليمتر من سمك البترة. وقد يزداد هذا الزمن في حالة استعمال حمام سان للتسخين، والزمن المطلوب للتسخين في حمام من الملح أوحمام من الرصاص المنصهر قد تمتد إلى نحوستة دقائق. ويجب تلافي تغير درجدة الحرارة أثناء التسخين أوتعليتها عن الحدود المطلوبة. وفي العادة تسخن معظم المواد إلى درجة حرارة بين 815 إلى 900 درجة مئوية.
المستوى الثانية هي تبريد الجزء. ويستخدم الماء في معظم الأحوال حيث يقوم برواية جيدة وتنتج صلادة عالية، إلا أنها قد تحدث في بعض الأحيان شقوقًا صغيرة. ويمكن استعمال زيوت معدنية أوزيت بذرة القطن لإنتاج صلادة عالية، إلا حتى تلك المواد تتأكسد وقد تكون شوائب تخفض من الصلادة. والرواية بالزيت تتم عادة بمعدل أقل بكثير عن الرواية بالماء. ويمكن استعمال وسط روائي وسطي بين الماء والزيت باستخدام ماء يحتوي على نسبة 10-30% من Dow Chemical Company) UCON ) فهي مادة تخفض من معدل التبريد.
ولتقليل نشأة اختلال في المنتج تجرى عملية الرواية على الأجزاء الأسكوانية الشكل عموديًا، والبتر العريضة فهي تروى عند الحواف، ويبدأ بالحافة السميكة عند تعطيسها في الحمام. ويمكن تقليب الحمام بغرض منه نشأة فقاقيع بخارية.
تأثير الصلادة بالرواية
تكون بنية المادة قبل تعرضها لعملية التصليد بالرواية في هيئة حبيبية من "البيرلايت"
pearlite وفي طبقات متتالية رقيقة ومتجانسة. ويتكون البيرلايت من مخلوط من "فريت الحديد" (حديد خالٍ تقريبًا من الكربون) و"سمنتيت" (حديد يحتوي على نسبة أكبر من 6و6% كربون)، وتتكون هذه عند تصنيع حديد الصب أوالفولاذ أثناء تبريدها ببطء. وبعد الصلادة بالرواية تتحول الهجريبة الميكرونية (الصخرية) للمادة إلى المارتينسيت في هيئة إبرية رفيعة.
الجهاز
توجد ثلاثة أنواع من الأفران تستخدم في العادة للصلادة بالرواية: فرن حمام الملح والفرن المستمر، والفرن الصندوقي. . وكل منها يعتمد استخدامه على نوع عملية الصلادة المرغوب إجراؤها على مختلف المواد.
سائل الرواية
توجد سوائل ومحاليل عديدة للرواية. ومن ضمن اكثرها استعمالاً: الهواء، محلول ملحي مائي، الماء، زيت . ويوجد لاستخدامها خط تفصيلية.
المراجع
- ^ Ira A. Fulton College of Engineering and Technology
- ^ Salt Bath Furnaces
- ^ http://www.selas.com/pdfs/rotaryretorts6300.pdf
- ^ Todd, Robert H., Dell K. Allen, and Leo Alting. Manufacturing Processes Reference Guide. 1st. Ed. New York: Industrial Press Inc., bharani 1994
انظر أيضًا
- مخطط طور
- نظام سهل الانصهار
- نسبة مولية
- مارتنزيت
