התחממות יתר ושריפת יתר הם שני פגמים נפוצים בעיבוד חומרי מתכת, ויש להם השפעה משמעותית על הביצועים וחיי השירות של החומר.
I. הגדרה של חימום יתר ובישול יתר
1. התחממות יתר
התחממות יתר מתייחסת לחומר המתכת בתהליך החימום, בשל הטמפרטורה גבוהה מדי או זמן ההחזקה ארוך מדי, וכתוצאה מכך תופעת גידול גרגרים חריגה. התחממות יתר של ארגון המתכת הופך גס, גבולות התבואה נחלשים, תכונות מכניות כגון חוזק, קשיחות וירידה משמעותית אחרת. התחממות יתר מתרחשת בדרך כלל בתהליך של טיפול בחום, ריתוך או יציקה, הוא פגם שיש לשלוט בו בקפדנות בעיבוד חומרי מתכת.
2. בישול יתר
בישול יתר הוא חומר מתכת בתהליך החימום, מכיוון שהטמפרטורה גבוהה מדי וזמן ההחזקה ארוך מדי, וכתוצאה מכך נמס או חמצון של גבולות התבואה, היווצרות שלבים שבירים או חורים ופגמים נוספים. בישול יתר של ארגון המתכת נפגע קשות, המאפיינים המכניים של ירידה חדה, או אפילו מאבדים לחלוטין את השימוש בערך. בישול יתר הוא פגמי חימום חמורים ביותר, ברגע שהוא מתרחש, לעתים קרובות קשה לשחזר לחלוטין את התכונות המקוריות של החומר באמצעות עיבוד שלאחר מכן.
שנית, הגורמים להתחממות יתר ולבישול יתר
1. סיבות להתחממות יתר
- טמפרטורת החימום גבוהה מדי: בתהליך החימום של חומרי מתכת, אם הטמפרטורה חורגת מטווח החימום הרגיל של החומר, הדגן יתחיל לצמוח בצורה לא תקינה.
- זמן ההחזקה ארוך מדי: בטמפרטורות גבוהות לבידוד לאורך זמן, לתבואה יש מספיק אנרגיה וזמן לגדול, וכתוצאה מכך להתחממות יתר.
- שליטה לא מדויקת בציוד החימום: בקרת הטמפרטורה של ציוד החימום אינה מדויקת, או שכשל בחיישן הטמפרטורה, וכתוצאה מכך טמפרטורת החימום בפועל גבוהה מהטמפרטורה שנקבעה.
2. סיבות להתחממות יתר
- טמפרטורת החימום גבוהה מדי וזמן ההחזקה ארוך מדי: כאשר טמפרטורת החימום גבוהה בהרבה מנקודת ההיתוך או הטמפרטורה הקריטית של החומר, וזמן ההחזקה ארוך מדי, גבול התבואה יימס או יתחמצן.
- השפעת מצע חימום: במצע חימום מסוים, כגון האטמוספירה המכילה גזים מחמצנים, חומרי מתכת נוטים יותר לבישול יתר.
- גורמים לחומר עצמו: חומרי מתכת מסוימים רגישים יותר להתחממות יתר ולהצתת יתר, כגון חומרים עם תכולת פחמן גבוהה או אלמנטים מתגזרים.
III. השפעות של התחממות יתר ובישול יתר
1. ההשפעה על תכונות מכניות
- התחממות יתר: התחממות יתר של חומרי מתכת, גרגרים גסים, גבולות התבואה נחלשו, וכתוצאה מכך חוזק, קשיחות ותכונות מכניות אחרות יורדות. יחד עם זאת, התחממות יתר עלולה גם לגרום להידרדרות הפלסטיות של החומר, ביצועי העיבוד מופחתים.
- בישול יתר: ארגון חומרי מתכת מבושל יתר על המידה ניזוק קשות, היווצרות של שלב שביר או חורים ופגמים אחרים, וכתוצאה מכך ירידה חדה בתכונות המכניות. חומרים מבושלים לעתים קרובות לא יכולים לעמוד בעיבוד רגיל ושימוש בעומסים, ואף עלולים להתרחש שבר שביר.
2. השפעות על ביצועי העיבוד
- התחממות יתר: חומרי מתכת שחוממו יתר על המידה בגלל גרגירים גסים, העיבוד נוטה לסדקים, דפורמציה ופגמים אחרים, קשיי עיבוד.
- בישול יתר: לחומרי מתכת מבושלים יתר על המידה יש ביצועי עיבוד ירודים מאוד ולא ניתן לחתוך אותם, לזייף ולעבד אותם ביעילות.
3. השפעה על חיי השירות
- התחממות יתר: חומרי מתכת שחוממו יתר על המידה בגלל הירידה בתכונות המכניות, חיי השירות מתקצרים. בטמפרטורה גבוהה, בלחץ גבוה ובסביבות קשות אחרות, יש סיכוי גבוה יותר שחומרים שחוממו יתר על המידה ייכשלו.
- בישול יתר: חומרי מתכת מבושל יתר על המידה איבדו כמעט לחלוטין את השימוש בערכם, אינם יכולים לעמוד בשימוש רגיל בעומס, חיי השירות קצרים ביותר.
ארבע, שיטת תיקון חימום יתר ובישול יתר
1. שיטת תיקון של התחממות יתר
- טיפול מנרמל: עבור חומרי מתכת שחוממו יתר על המידה, ניתן להשתמש בטיפול מנרמל כדי לעדן את הדגן. טיפול מנרמל הוא לחמם את החומר לטמפרטורה קריטית מעל, להחזיק לפרק זמן לאחר קירור האוויר. באמצעות הטיפול המנרמל, זה יכול לחסל את הארגון שחומם יתר על המידה ולשחזר את מבנה הגרגירים הרגיל ואת התכונות המכניות של החומר.
- טיפול חישול: טיפול חישול הוא גם שיטה יעילה לתיקון התחממות יתר. טיפול חישול הוא לחמם את החומר לטמפרטורה מסוימת, להחזיק לפרק זמן לאחר קירור עם התנור. טיפול חישול יכול לבטל לחצים פנימיים, להפחית קשיות ולשפר את יכולת העיבוד. חישול יכול להיות שיטה פשוטה לתיקון התחממות יתר עבור חומרים מסוימים שאינם דורשים ביצועים גבוהים.
- חימום וריבוי: עבור חומרי מתכת הדורשים קשיות וחוזק גבוהים, כגון פלדת כלי עבודה ופלדת מיסבים, ניתן להשתמש בחימום וריבוי לתיקון התחממות יתר. חימום חוזר כרוך בחימום החומר לטמפרטורת ההמרה, החזקתו לפרק זמן ואז קירור מהיר. על ידי חימום וריבוי, ניתן להשיג ארגון מרטנסיטי עדין ולשפר את הקשיות והחוזק של החומר.
2. תיקון התחממות יתר
- בדרך כלל לא ניתן לתקן לחלוטין בישול יתר: בישול יתר הוא פגם חמור מאוד בתהליך החימום של חומרי מתכת, לאחר שהתרחש, לעתים קרובות קשה לשחזר לחלוטין את התכונות המקוריות של החומר באמצעות טיפול שלאחר מכן. עבור חומרים מבושלים מדי, בדרך כלל ניתן לקחת רק לגרוטאות או למטרות אחרות ואמצעים אחרים.
- אמצעי מניעה: מכיוון שלא ניתן לתקן לחלוטין התחממות יתר, חיוני למנוע את התרחשות התחממות יתר. בעיבוד של חומרי מתכת, יש לשלוט בקפדנות על טמפרטורת החימום וזמן ההחזקה כדי למנוע טמפרטורה גבוהה מדי או זמן החזקה ארוך מדי. במקביל, יש לחזק את התחזוקה והתיקון של ציוד החימום כדי להבטיח את הדיוק והיציבות של בקרת הטמפרטורה. בנוסף, ניתן להשתמש בשיטות כגון חימום אווירה מגן או חימום ואקום כדי להפחית את התרחשות יריית יתר.
