تنقسم المعالجة الحرارية السطحية إلى نوعين: المعالجة الحرارية السطحية بالإخماد والتهدئة، والمعالجة الحرارية الكيميائية. طريقة اختبار الصلابة هي كما يلي:
1. المعالجة الحرارية السطحية للتبريد والتلطيف
عادةً ما تُجرى المعالجة الحرارية للتبريد والتطبيع السطحي بالتسخين الحثي أو اللهب. المعايير التقنية الرئيسية هي الصلابة السطحية، والصلابة الموضعية، وعمق الطبقة المتصلبة الفعالة. يمكن استخدام جهاز اختبار صلابة فيكرز أو روكويل لاختبار الصلابة. قوة الاختبار: يعتمد الاختيار على عمق الطبقة المتصلبة الفعالة والصلابة السطحية لقطعة العمل. تُستخدم ثلاث آلات لقياس الصلابة هنا.
(1) يُعدّ جهاز اختبار صلابة فيكرز وسيلةً مهمةً لاختبار الصلابة السطحية لقطع العمل المعالجة حرارياً. يستخدم الجهاز قوةً تجريبيةً تتراوح بين 0.5 و100 كجم لاختبار طبقة التصلب السطحية بسمك 0.05 مم. يتميز الجهاز بدقةٍ عالية، ويُمكّنه من التمييز بين قطع العمل المعالجة حرارياً. كما يُمكّنه من الكشف عن الاختلاف الطفيف في الصلابة السطحية، بالإضافة إلى عمق الطبقة المُصلّبة الفعالة، لذا من الضروري تجهيزه للوحدات التي تُجري عمليات المعالجة الحرارية السطحية أو التي تستخدم عددًا كبيرًا من قطع العمل المعالجة حرارياً.
(2) يُعد جهاز اختبار صلابة روكويل السطحي مناسبًا جدًا لاختبار صلابة قطع العمل المُخمّدة السطحية. يتوفر الجهاز بثلاثة مقاييس للاختيار من بينها. يُمكنه اختبار قطع عمل مُصلّدة سطحية مُختلفة يتجاوز عمق طبقتها المُصلّدة الفعالة 0.1 مم. على الرغم من أن دقة جهاز اختبار صلابة روكويل السطحي ليست عالية مثل جهاز اختبار صلابة فيكرز، إلا أنه يُمكنه بالفعل تلبية المتطلبات كطريقة كشف لإدارة الجودة وفحص مؤهلات مصانع المعالجة الحرارية. بالإضافة إلى ذلك، يتميز بسهولة التشغيل، وسهولة الاستخدام، وانخفاض السعر، وسرعة القياس، والقراءة المباشرة لقيم الصلابة. يُمكن استخدام جهاز اختبار صلابة روكويل السطحي للكشف السريع وغير المُدمر عن دفعات قطع العمل المُعالجة حرارياً السطحية واحدة تلو الأخرى. وهو ذو أهمية كبيرة لمصانع معالجة المعادن وتصنيع الآلات. يُمكن أيضًا استخدام جهاز اختبار صلابة روكويل عندما تكون الطبقة المُصلّدة المعالجة حرارياً السطحية سميكة. عندما يتراوح سمك طبقة الصلابة المعالجة حرارياً بين 0.4 و0.8 مم، يمكن استخدام مقياس HRA. وعندما يتجاوز عمق الطبقة المتصلبة 0.8 مم، يمكن استخدام مقياس HRC. يمكن بسهولة تحويل قيم معايير الصلابة الثلاثة لفيكرز وروكويل وروكويل السطحية إلى معايير أو رسومات أو قيم صلادة مطلوبة من قبل المستخدمين، وجدول التحويل المقابل موجود في المعيار الدولي ISO. وقد تم استخدام المعيار الأمريكي ASTM والمعيار الصيني GB/T.
(3) عندما يكون سمك الطبقة الصلبة المعالجة حرارياً أعلى من 0.2 مم، يمكن استخدام جهاز اختبار صلابة ليب، ولكن يجب اختيار مستشعر من النوع C. عند القياس، يجب الانتباه إلى السطح الخارجي والسمك الكلي لقطعة العمل. لا تحتوي طريقة القياس هذه على فيكرز وروكويل. جهاز اختبار الصلابة دقيق، ولكنه مناسب للقياس في الموقع في المصنع.
2 المعالجة الحرارية الكيميائية
المعالجة الحرارية الكيميائية هي تسلل ذرات عنصر كيميائي واحد أو أكثر إلى سطح قطعة العمل، مما يؤدي إلى تغيير التركيب الكيميائي وهيكل وأداء سطح قطعة العمل. بعد الإخماد والتهدئة في درجات حرارة منخفضة، يتمتع سطح قطعة العمل بصلابة عالية ومقاومة للتآكل. وقوة تعب التلامس، كما يتمتع قلب قطعة العمل بقوة وصلابة عالية. المعايير التقنية الرئيسية لقطعة العمل المعالجة بالحرارة الكيميائية هي عمق الطبقة المتصلبة وصلابة السطح. المسافة التي تنخفض عندها الصلابة إلى 50HRC هي عمق الطبقة المتصلبة الفعال. يشبه اختبار الصلابة السطحية لقطع العمل المعالجة بالحرارة الكيميائية اختبار صلابة قطع العمل المعالجة بالحرارة السطحية المبردة. يمكن استخدام أجهزة اختبار صلابة فيكرز أو أجهزة اختبار صلابة روكويل السطحية أو أجهزة اختبار صلابة روكويل. اختبار الصلابة للكشف، فقط سمك النترتة الأكثر سمكًا هو الأرق، وعادةً لا يزيد عن 0.7 مم، ثم لا يمكن استخدام جهاز اختبار صلابة روكويل
3. المعالجة الحرارية الموضعية
إذا تطلبت أجزاء المعالجة الحرارية الموضعية صلابة موضعية عالية، فيمكن إجراء المعالجة الحرارية الإخمادية الموضعية باستخدام التسخين الحثي، وما إلى ذلك. عادةً ما تتطلب هذه الأجزاء تحديد موقع المعالجة الحرارية الإخمادية الموضعية وقيمة الصلابة الموضعية على الرسم، ويجب إجراء اختبار الصلابة في المنطقة المحددة. يمكن لجهاز اختبار الصلابة استخدام جهاز اختبار صلابة روكويل لاختبار قيمة صلابة HRC. إذا كانت الطبقة المتصلبة بالمعالجة الحرارية سطحية، فيمكن استخدام جهاز اختبار صلابة روكويل السطحي لاختبار قيمة صلابة HRN.
وقت النشر: ١٦ أغسطس ٢٠٢٣
