تويت
تقسية السطوح ( Surface Hardening)
معناها : تكوين سطح يقاوم التآكل وقلب يمتص الصدمات مثل عمود المرفق أنواعها : هناك نوعين للتقسية السطحية اعتماد على نسبة الكربون في الصلب
1 – زيادة نسبة الكربون في سطح المعدن المحتوى علي القليل من الكربون ، وتسمي هذه العملية :Case Hardening
2 – المعالجة الحرارية بالتسخين باللهب (Flame hardening) وذلك للمعادن التى تحتوى علي نسبة عالية أو متوسطة من الكربون .
وتجرى عملية التقسية بأشكال مختلفة أهمها ":
-الكربنة Carburizing
-النتردة Nitrating
-السيندة Cyaniding
- التغليف بالكروم Chromizing
-التغليف بالسليكون Siliconizing-التقسية باللهب Flame hardening
-التقسية بالحث الكهربي Induction hardening
1 – الكربنة : وهي أقدم وسيلة لانتاج سطح مقسي من الصلب الذى يحتوى على كربون قليل
- وصف عملية الكربنة :
في عملية الكربنة يسخن الصلب المحتوى على نسبة قليلة من الكربون عادة أقل من 0.25% كربون الى درجة الاحمرار .
ويكون في نفس الوقت ملامس لبعض المواد الكربونية والتى تكون إما في صورة صبة أو سائلة أو غازية .
-وفي درجة حرارة معينة يتحد الصلب مع نسبة من الكربون ، ويخترق الكربون سطح المعدن ليكون مزيج متجمد مع الحديد ويتكون سطح غني بالكربون ، وباستمرار العملية ينفذ الكربون الى داخل الجزء الجار كربنته
-ويعتمد عمق السطح المقسي على طول الفترة الزمنية والحرارة المستخدمة .
2 – النتردة :
- يستخدم في هذه العملية النتروجين الموجود بغاز الأمونيا كعامل تقسية
- ويستخدم الجزء الجارى نتردته في أفران الى درجة حرارة بين 900- 1000 ºف .
- ويحتفظ به داخل الفرن فترة زمنية تتراوح بين 10-72 ساعة
- ولتكوين سطح مقسي بسمك 0.012 – 0.018 بوصة فإنه يلزم فترة زمنية من 35- 72 ساعة في الفرن .
- يحيط غاز الامونيا داخل الفرن بالشغلة الجارى نتردتها ، فيتحد النيتروجين بالصُلب ليكون طبقة سطحية غاية في الصلابة سمكها يتراوح بين 0.005 – 0.02 بوصة .
- وتختلف النتردة عن الكربنة في أنها :
- لا تحتاج لعملية (طش) للحصول على تقسية نهائية
- لا تحتاج درجات حرارة عالية مثل الكربنة
- ولهذين السببين فإن النتردة لا تسبب انهيار أو شرخ أو تغير في خصائص المعدن .
- وبسبب انخفاض درجة الحرارة فإن النتردة لا تفقد قلب الشغلة خاصية الصلادة (Toughness)
3 – السيندة :
وهي عملية تقسية سطحية تستخدم امتصاص الكربون والنتروجين
وتغمس الشغلة في حمام من سيانيد الصوديوم (املاح تشتمل على الكربون والنتروجين ) في درجة حرارة تصل الى 1550ºف .
-وتستغرق المعالجة بالسيندة من 30-45 دقيقة ، وتؤدى الى زيادة نسبة الكربون بحوالي 2% في سطح الشغلة مع سُمك يصل الى 0.005 بوصة
- وتعتبر السيندة مطلوبه عند الاحتياج الى تكوين طبقة رقيقة مقساه سمكها بين 0.001 – 0.015 بوصة في فترة زمنية قصيرة .
-وتعتبر عملية التقسية بالسيندة أسرع أشكال التقسية التى تجرى للصلب المتوسط
-عيوبها : خطورة أملاح السيانيد وسموميتها الشديدة
4 – التقسية بالكروم :
- تختلف عملية التقسية بالكروم عن بقية عمليات التقسية في أن كربيد الكروم يذوب مع السطح ليحول الطبقة السطحية الى ( Stainless Steel)
- وهذه الطبقة تتصف بصلابة عالية جدا ومعامل احتكاك منخفض للغاية
- ويستخدم في أذرع المكابس الهيدوليكية – أعمدة المضخات
-وتستخدم لتحسين مقاومة التآكل ، المقاومة الحرارية للمعادن ، ويمكن اجراء عملية التقسية لمعادن مختلفة وليس للحديد فقط ، مثل الكوبالت ، موليبديم ، نيكل ، تنجستن .
-والاستخدام الرئيسي لعملية التقسية بالكروم هي في عمل سطح مقسي للمعادن الحديدية والتى تحتوى على نسبة كربون أكبر من 0.6% ، ولا بد وأن يحتوى المعدن على هذه النسبة ليمكن تحويل سطحه الى (Stainless Steel)
-وتتم العملية في درجة حرارة تتراوح بين 1650- 2000 ºف ويكون الكروم في شكل غازى يخترق المعدن ليحوله الى ( Stainless Steel )