المعالجه الحراريه لسبائك الالومنيوم

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

المعالجه الحراريه لسبائك الالومنيوم المعالجة الحرارية للألمنيوم النقي : المعالجة الحرارية الوحيدة التي تجرى للألمنيوم النقي هي فقط عملية التطرية التي تكون غايتها تطرية المعدن . ويتم الحصول على هذه المعالجة برفع درجة حرارة الألمنيوم إلى الدرجة التي يصبح عندها قادراً على التبلور من جديد وبالتالي تنخفض مقاومة الألمنيوم للإجهادات وتزداد الاستطالة فعندما تتجاوز درجة حرارة التسخين 150 ْ مئوية تبدأ مقاومة الإجهادات بالانخفاض والاستطالة بازدياد ويتم الحصول على أفضل النتائج من هذه الناحية عندما تتراوح درجة التسخين بين 250 و350 ْ مئوية ولدرجة حرارة التسخين تأثيرها الكبير على الناقلية الكهربائية للألمنيوم والتي تصل إلى قيمتها العظمى عندما تكون درجة الحرارة التي يتم عندها التسخين من أجل التطرية حوالي 300ْ مئوية . المعالجات الحرارية تعني المعاملات الحرارية ،، وهي عمليات تسخين تجرى عادة على المعادن المختلفة وإبقاءها عند درجة حرارة ثابتة ، ثم تبريدها لغرض إحداث تغيير في البنية الداخلية يتبعه تغيير في الخواص الطبيعية والميكانيكية لهذه المعادن ، وبذلك يمكن تقسية المعادن المختلفة وعلى سبيل المثال يمكن رفع درجة صلادة الصلب إلى أربعة أضعاف قيمتها ، أو التخمير لتحول الصـلب إلى الحالة الطرية ، أو التخمير لغرض التخلص من الإجهادات التي تكون قد وقعت على المشغولات من تأثير الطرق أو السبك أو بعض العمليات الميكانيكية الأخرى ، أو لجعله سهل التشكيل أو لتغليف أسطح المشغولات الخارجية بطبقة صلدة.

تهدف المعالجة الحرارية إلى تغيير الخواص الميكانيكية والفيزيائية للمعدن (تغيير التركيب البنائي لمادة التصنيع) للحصول على خواص أخرى لهذه المعادن ، حيث نادراً وجود المواد المعدنية بالخواص المطلوبة ، وعلى سبيل المثال وجود الحديد لدناً (طرياً) ومن ثم فإنه لا يتحمل الإجهادات المطلوبة ، ولا يقاوم البرى بالإحتكاك أو التآكل  ، وكذلك النحاس والألومنيوم رغم جودة توصيلهما للحرارة والكهرباء .و إلا أنهما من المعادن الطرية ، حيث لا يتحملان الإجهادات ولا يقاوما البرى والتآكل . لذلك نجد الحاجة إلى إكتساب هذه المعادن خواص أخرى مفتقدة مثل تحويل المعادن اللينة (الطرية) إلى صلدة ، أو تليين الصلد منها ، أو إكتساب هذه المعادن مقاومة البرى والتآكل .

وتجرى عمليات المعالجة الحرارية لتغيير خواص المعدن ومنها:

1. زيادة الصلادة. 2.زيادة المطيلية والمتانة. 3.زيادة قابلية المعدن لعمليات التشكيل والتشغيل. 4.إزالة الأجهادات الداخلية الناتجة عن عمليات التشغيل. 5.إزالة تأثيرات عمليات التشكيل على البارد.

والمعالجة الحرارية هي عملية يتم فيها تسخين وتبريد الفلزات الجامدة وسبائكها بطريقة معينة للحصول على الخواص المطلوبة ، ولا تستخدم فقط للفلزات والسبائك الحديدية ولكن أيضا للفلزات والسبائك غير الحديدية وسنتعرض في هذا الكتيب إلى المعالجة الحرارية للصلب فقط حيث أنه الأكثر أهمية وشيوعا.


الشكل (1,2) يوضحان تسخين او تبريد المعادن (المعالجة الحرارية ) .

المعالجة الحرارية لسبائك الألمنيوم : Heat Treating of Aluminum alloys : تعرف المعالجة الحرارية في معناها الأوسع بأنها عمليات التسخين أو التبريد التي تنجز من أجل تغيير الخصائص الميكانيكية أو التركيب المعدني أو حتى معالجة حالة الإجهاد المتبقي في المنتج المعدني.. حيث تستخدم المعالجة الحرارية لسبائك الألمنيوم من اجل زيادة الكثافة والقسوة . يستخدم التشكيل على البارد عادة لزيادة القوة والصلادة في حين يستخدم العمل على الساخن من أجل إنقاص القسوة وزيادة قابلية التطرق. تعتمد المعالجة الحرارية على درجة حرارة المحلول الصلب حيث تزداد قابلية الذوبان بازدياد درجة الحرارة كما في أغلب سبائك الألمنيوم الثنائية إلا أن المعالجة الحرارية لبعض السبائك تعد غير ذات جدوى فعلى سبيل المثال إن سبائك الألمنيوم سيلكون الثنائي وسبائك الألمنيوم من منجنيز تظهر تغييرات صغيره نسبيا في الخواص الميكانيكية إثر المعالجة الحرارية لها. تتميز سبائك الالومنيوم بقابليتها لتغير خواصها عند معالجتها حراريا بالطريقة المناسبة نظرا لاختلاف ذوبان العناصر في الالومنيوم مع اختلاف درجات الحراره .وعلي الرغم من ان هذه الظاهره معروفه لكثير من السبائك الحديديه وغير الحديديه التي يتم فيها تغير ذوبانيه بعض عناصرها المذابه في الفلز المذيب اعتمادا علي تغير درجه الحراره الا ان هذه الظاهره أكثر تطبيقيا في سبائك الالومنيوم من سبائك أي فلز اخر.

   ولقد اكتشفت ظاهره المعالجه الحراريه لسبائك الالومنيوم عن طريق (عالم الفلزات الألماني الفريد ويلم ) حيث لاحظ زياده صلاده سبائك الالومنيوم  نحاس عند تبريدها فجائيا من درجه حراره 500 الي درجه الحراره العاديه وكانت الزياده في صلاده السبيكه كبيره جدا لدرجه ان هذه السبائك لم يمكن التعامل معها عند درجه الحراره العاديه لمده ايام بعد التبريد المفاجئ  ولقد زادت مقاومه السبيكه بمضي الوقت  ووصلت الي اقصي قيمه لها خلال اسبوع واطلق علي هذه الظاهره اسم التصليد بالتزمين وفي عام 1910  انتجت أول سبيكه تمت معالجتها بهه الطريقه وعرفت باسم (ديورالومين) ويطلق هذا الاسم الان علي اي سبيكه من سبائك الالومنيوم الطروقه .  

وكان أول استخدام فعلي لسبيكه ديورالومين وفي الحرب العالميه الاولي وذلك في صناعه المناطيد الهوائيه _مقدمه لصناعه الطائرات _التي عرفت بالاسم الألماني ( GRAF_VAN ZEPPELIN) ولقد اطلقت هذه المناطيد اثناء الحرب العالميه الاولي حامله الجنود والمؤن الي مواقع القتال .وعند تسخين السبائك المبرده فجائيا مره اخري الي درجه الحراره (180 م ) فان ذلك يسرع من تصليد التزمين اضافه الي الوصول الي مقاومه اعلي ولقد اطلق فيما مضي علي ظاهره زياده الصلاده باعاده التسخين اسم التصليد الاصطناعي بالتزمين ولكنها تعرف الان باسم تصليد الترسيب ولقد تري النقاش حول هذه الظاهره واسباب حدوثها وعن كيفيه زياده كل من المقاومه والصلاده الناتجين عن التصليد بالترسيب ولكن اتفق اخيرا علي ان ذلك مرتبط بترسيب وجه متماسك مع سبيكه المحلول الاصلي الجامد .وتحدث ظاهره التصليد بالتزمين للسبائك المختلفه عامه وسبائك الالومنيوم _نحاس بصفه خاصه طبقا للخطوات التاليه –وما ينطبق علي سبائك الالومنيوم_نحاس ينطبق علي السبائك الاخري : 1_ دعنا نعتبر ان لدينا سبيكه من الالومنيوم –نحاس محتويه علي (4%)نحاس ,عند درجه حراره اعلي من (550م) وتتتكون هذه السبيكه فقط من وجه واحد وهو المحلول الجامد الفا كما هم مبين في منحني الاتزان الحراري شكل (4) . وعند تبريد هذه السبيكه ببطء شديد الي درجه الحراره العاديه تصل السبيكه الي مرحله الاتزان عند كل مرحله ,وتترسب حبيبات المركب الفلزي المتداخل ثيتا وتركيبها (CUAL2) في صوره غير متماسكه مع كنان السبيكه اي من المحلول الجامد ويبدا الترسيب من نقطه (A) ويستمر حتي درجه حراره الغرفه وتحتوي السبيكه عند نقطه X )) علي مقدار من النحاس قدره 0,2% والتركيب الناتج يفتقر الي المقاومه نظرا لانخفاض نسبه النحاس في المحلول الجامد ,كما ان السبيكه قصيفه نظرا لترسب الوجه (CUAL2) في صوره حبيبات خشنه .

2_ عند اعاده تسخين السبيكه ببطء تمتص حبيبات الوجه ثيتا تدريجيا حتي تصل لنقطه (A) عندها تكون السبيكه عباره عن المحلول الجامد الفا وفي الصناعه يتم التسخين لدرجه حراره اعلي قليلا من نقطه (A) اي يتم التسخين الي النقطه (B) للتاكد من الذوبانيه التامه للوجه (CUAL2) وعند اجراء التبريد المفاجئ للسبيكه من النقطه A او النقطه B الي درجه حراره الغرفه لا يترسب النحاس ولكن السبيكه تحتفظ به داخل المحلول الجامد وينتج عن ذلك سبيكه فوق مشبعه والسبيكه الناتجه عندئذ تكون علي اعلي مقاومه وتكون أكثر صلاده كما انها أفضل مطيله من الحاله الاولي وتتحسن الصلاده نظرا لعدم ترسب حبيبات المركب (CUAL2) القصيف اما زياده المقاومه والصلاده وترجع الي احتواء السبيكه علي كميه من النحاس أكبر من الكميه التي تذوب في المحلول الجامد . 3_اذا احتفظ بالسبيكه المبرده فجائيا عند درجة الحرارة العاديه فتزداد مقاومتها وصلادتها مع الوقت مع انخفاض في مطيلتها وتصل السبيكه إلى اقصى مقاومه وصلاده لها بعد سته ايام ولا تتغير خواصها بعد انقضاء هذه الفتره .واما كان الوجه الفا الذي يتم الحصول عليه مركبا مشبعا بالنحاس ولكنه لا يتخلص من النحاس الزائد ولا يتكون المركب سيتا غير المتماسك مع السبيكه نظرا لانخفاض درجة الحرارة والبطء الشديد في تحلل وانتشار ذرات النحاس في سبيكه الالومنيوم ويمكن القول ان مرحلة ترسيب الوجه سيتا لا تتم اطلاقا مهما طال الزمن عند درجة الحراره العاديه ولكن يمكن لبعض ذرات النحاس ان تتحرك وتاخذ موقعها في سبيكة الالومنيوم وتظهر نويات مرحله متوسطه للوجه سيتا ونويات ذلك الوجه تكون متماسكه ومستمره مع الوجه الفا ونويات الوجه الفلزي المتوسط المترسب تمنع وبكفاءة حركه الانخلاعات ولهذا يزيد اجهاد الخضوع . 4_اذا تم تسخين السبيكه عند درجة الحرارة 200 درجة مئويه لمدة قصيره فتحصل على خواص أفضل مقارنه بالتزمين الطبيعي _ويعرف ذلك التسخين بالتطبيع بينما تعرف العمليه ككل بمعالجه الترسيب ويعود تحسن الخواص إلى حقيقه ان التسخين يزيد من كمية المحلول المتوسط المترسب المتماسك سيتا وذلك من خلال زيادة معدل انتشار ذرات النحاس واذا تم التسخين التطبيع عند درجة الحرارة اعلى يبدا البناء التركيبي في الارتداد بسرعه إلى حالة الاتزان ويبدا الوجه سيتا المتوسط المتماسك في التحول إلى الوجه سيتا غير المتماسك وعند حدوث ذلك التفاعل تبدا المقاومه والصلاده في الانخفاض وتؤدي اي زياده في درجه الحرارة إلى اعلى من 200م إلى نمو حجم حبيبات الوجه سيتا ويمكن عندئذ مشاهدتها بالميكروسكوب الضوئي العادي ويصحب ذلك تدهور في الخواص الميكانيكيه وتاثير الزمن ودرجة الحرارة على السبيكه يتم تصليدها بالترسيب فعند درجة حرارة الغرفه تزيد مقاومة الشد ببطء لتصل إلى اقصى قيمة لها وهي 390 بعد 100 ساعه واذا تم تسخين تلك السبيكه لدرجة حرارة 100م تزيد مقاومة الشد بمقدار أكبر وتصل السبيكه إلى الحاله المثاليه اقصى مقاومة شد بعد التسخين عند درجة حرارة 165م لمدة حوالي 10 ساعات اما اذا زاد وقت التسخين أكثر فان حبيبات الوجه سيتا تبدا في الترسب سريعا مؤدية إلى تدهور مقاومة الشد والصلابه ونقصهانها  . اما اذا تمت المعالجه عند درجة الحراره 200م فتؤدي إلى خواص ضعيفه نظرا للفظ المحلول الجامد للوجه سيتا الغير متماسك . يمكن ملاحظه النقاط المهمه التاليه والمرتبطه بظروف معالجه سبائك الالومنيوم : 1) يختلف زمن ودرجة حرارة معالجة الترسيب باختلاف تركيب السبيكه ولابد من التحكم التام في زمن ودرجة حرارة المعالجة للحصول على أفضل النتائج المرجوه . 2) تصليد الترسيب او المعالجه الحراريه عامة ليست حكرا على السبائك الالومنيوم المحتويه على النحاس والمغنسيوم والنحاس ولكن يمكن ان تجرى على سبائك الاومنيوم المحتويه على النحاس والمغنسيوم والسليكون . 3) يجرى التصليد بالترسيب على عدد من سبائك المغنسيوم وسبائك التيتانيوم وبعض سبائك النحاس وعدد من سبائك الفولاذ لزيادة خواصها الميكانيكيه وتحسينها .

التقوية باستخدام المعالجة الحرارية :

(Strengthening by Heat treatment

تجري عملية التقوية للسبائك التالية: 1 - سبائك ألمنيوم - نحاس. 2 - سبائك الألمنيوم - نحاس- مغنزيوم. 3 - سبائك ألمنيوم- مغنزيوم - سيليكون. 4 - سبائك ألمنيوم - زنك - مغنزيوم. 5 - سبائك ألمنيوم - زنك - مغنزيوم - نحاس.


تتم تقوية سبائك الألمنيوم على ثلاث مراحل : 1-المعالجة الحرارية للمحلول : وفيها يتم فيه إذابة العناصر القابلة للانحلال. 2-السقاية: يتم زيادة التكاثف والتشبع. 3-التعتيق: وهي إما عملية ترسيب الذرات المنحلة في درجة حرارة الغرفة (تعتيق طبيعي) .أو درجة الحرارة المرتفعة (تعتيق اصطناعي) .

للاستفادة من عملية تقسية الراسب لا بد أولا من إنتاج المحلول الصلب وهذا ما يدعى بالمعالجة الحرارية للمحلول وهدف هذه المعالجة هو أن ينحل في المحلول الصلب أكبر كمية ممكنه من عناصر التصلب القابلة للذوبان في السبيكة. تشمل المعالجة الحرارية ترك السبيكة تحت درجة حرارة عالية بما فيه الكفاية ولوقت طويل وكافٍ للوصول إلى محلول صلب متجانس تقريباً. إن درجة حرارة معالجة المحلول الصلب الاسمية محدده بحدود تركيب السبيكة ومجالات تفاوت درجة الحرارة الغير مقصودة والتي غالباً ما تكون بحدود (±6Cº) ±10Fº)) بالنسبة للدرجة الإسميه. يجب ألا تتجاوز المعالجة الحرارية خط اليوتكتيك الإنصهاري وبالرغم أن درجة الحرارة القصوى يجب أن تحدد لتجنب الإنصهار فإن درجة الحرارة الدنيا يجب أن تحدد في حال الإمكان بحيث يحدث الانحلال كاملاً أي فوق درجة الانحلال الكامل حيث درجات الحرارة بين 515Cº . و 575 Cº وبالرغم من ذلك فإن مجال المعالجة يُعطى تسامحاً للحماية. كنتيجة لزيادة التسخين يظهر واضحاً انخفاض في بعض الخواص الميكانيكية كالصلابة وقابلية التطريق . بالنسبة للسبائك التي تحتوي أكثر من 5.65% Cu لا يمكن أن يحدُث فيها ذوبان كامل أثناء المعالجة الحرارية لذلك فإنه لهذا النوع من السبائك تُجعل درجة الحرارة الدنيا للمعالجة الحرارية قريبة قدر الإمكان من اليوتكتيك إن الخط b في الشكل a هو مثال آخر يوضح تركيباً فيه نسبة النحاس فوق 5.65% حيث لا يمكن انحلال كامل رواسب الألمنيوم نحاس بالنسبة للخلائط الثلاثية العناصر أو الرباعية الأكثر تعقيداً فإن المعالجة الحرارية للمحلول تعدَل تبعاً لتأثير العناصر الجديدة المضافة للسبيكة على قابلية الذوبان في المحلول الصلب, أو على درجة حرارة اليوتكتيك ففي سبائك الألمنيوم- ليثيوم على سبيل المثال إن إضافة المغنزيوم سوف يخفض قابلية ذوبان الليثيوم في الألمنيوم,كما أن إضافة المغنزيوم في سبائك الألمنيوم - نحاس سوف يخفض من نقطة اليوتكتيك الإنصهارية , وفي الجدول التالي يظهر تراوح درجة اليوتكتيك الإنصهارية لسبائك الألمنيوم - نحاس- مغنزيوم . كما إن أهم ما يؤثر على زمن المعالجة الحرارية هو سماكة السبيكة وقدرة الفرن المستخدم, كما يشمل زمن الإبقاء للسبيك الأكسدة في درجة الحرارة المرتفعة : إن الخطأ الشائع والمعروف ( High – Temperature Oxidation) (HTO)الأكسدة في الحرارة العالية والذي يؤدي إلى تخفيض بعض خصائص السبيكة , أُعطيت هذه التسمية للتعبير عن انتشار الهيدروجين الذي يؤثر على الطبقات السطحية أثناء المعالجة في درجة الحرارة المرتفعة , إن هذه الحالة تنتج من التلوث الرطب في جو الفرن والذي ينتج أحياناً من الكبريت , إن تماس الرطوبة مع الألمنيوم في درجات الحرارة العالية يعمل كمصدر للهيدروجين الناشئ والذي ينتشر في المعدن ,كما أن العناصر الغريبة كمركبات الكبريت تعمل كمذيبات لأكسيد الغشاء السطحي الطبيعي ,حيث نجد أكثر المعالم وضوحاً والناتجة عن الأكسدة في درجات الحرارة العالية هو البثور السطحية وأحياناً الفراغات الداخلية أو الإنقطاعات الداخلية والتي يمكن اكتشافها بالفحص الفوق الصوتي الدقيق أو باستخدام تقنيات دراسة التركيب المعدني metallographic techniques . وهنا يجب الإشارة إلى أنه ليس جميع السبائك تتأثر بنفس الدرجة بهذا النوع من العيوب. إن الملوث الأكثر تأثيراً على سبائك الألمنيوم هو مركبات الكبريت ولذلك فإنه للوقاية يستخدم مركب Fluoborate وقائي في الفرن يساهم في تقليل التأثيرات الضارة للرطوبة والملوثات غير المرغوب بها حيث يشكل هذا المركب طبقة مانعة أو غشاء رقيق عازل على سطح الألمنيوم ,وعلى الرغم من ذلك فإن هذا المركب الوقائي ليس فعالاً بشكل دائم ففي بعض التطبيقات قد يتشكل الأوكسيد على الرغم من استخدامه عدا أنه قد يسبب تلوثاً ويشكل خطراً على المستخدمين.إن الطريقة الثانية المستخدمة لتفادي التأثيرات الضارة للرطوبة والعناصر الغريبة هو إكساء الألمنيوم بطبقة رقيقة من أوكسيد الألمنيوم بطريقة التحليل الكهربائي تمنع هذه الطريقة من تأثير الأكسدة في درجة الحرارة العالية لكن عيوب هذه الطريقة هو التكلفة العالية في الوقت والمادة والهشاشة السطحية الطفيفة الناتجة عن عملية التنظيف اللاحقة للسطوح . في أغلب الأحيان يتم تفادي هذه المشكلة بتطبيق ضغط محلي لتسطيح البثرات الناتجة ثم القيام بإنهاء ميكانيكي كالتلميع والصقلة المنجزة الإختلاف الحراري بين الفرن والجزء ودرجات الحرارة السطحية والمركزية.

إن المتطلب العام لتقوية ترسيب المحلول الصلب المشبع هو تشكيل الراسب في نهاية تعتيق المعالجة الحرارية وهذا التعتيق الذي يمكن أن يكون إما طبيعيا أو صناعيا يجب أن يتم ليس فقط تحت موازنة درجة حرارة الإنحلال بل أيضا تحت شق الامتزاج الإستقراري يسمى هذا الشق بخط أو نطاق الإجهاد لمنطقة الإنحلال أو مناطق(GP). إن معامل التشبع المفرط للمناطق الشاغرة يسمح بالانتشار وهذا يحدد بدوره مناطق بدء التشكل والذي يحدث بشكل أسرع من المتوقع من معاملات الانتشار الموازنة. يحدث خلال المعالجة الترسيبية للمحلول الصلب المشبع أولا نمو العناقيد من الذرات المذابة في المحلول والتي تدخل بدورها في عملية تشكيل انتقاليه للراسب. تتضمن آلية تقوية الترسيب تشكيل العناقيد المتماسكة من الذرات المنحلة والتي تحافظ على نفس البنية البلورية والتي كانت تملكها في حالة الإذابة. إن هذه الحالة تسبب الكثير من الإجهاد وذلك بسبب العشوائية في توزيع الفراغات بين الذرات المذابة والمشكلة للعناقيد وبالنتيجة وجود الجزيئات المترسبة والأهم من ذلك حقول الإجهادات في نقاط التكون والتي تحيط بتلك الجزيئات يسبب قوى معرقله ومعيقه لحركة عمليات الإزاحة. إن الخاصية التي تحدد ما إذا كانت البنية الراسبة متماسكة أم غير متماسكة هو مدى قرب المسافات الذرية بين الذرات على الشبكة البلورية للراسب. إن التغييرات في الخصائص تنتج من تشكل محلول غني بالتغييرات في مناطق البنية المجهرية أو مناطق (GP). إن القياس الدقيق وشكل وتوزيع مناطق (GP) يعتمد على السبيكة التي تشكلها وعلى الحالة الميكانيكية والحرارية للعينة كما يمكن تحديد شكلها باستخدام تبعثر الأشعة السينية المستفيض. كما أن مناطق GP يمكن أن تتم رؤيتها في الراسم الإلكتروني. إن مناطق التشكل الكروي الغنية تتشكل عادة عندما تكون قياسات الأبعاد بين الذرات المشكلة للعناقيد والذرات المذابة متساوية بشكل تقريبي كما في سبائك الألمنيوم فضة وسبائك الألمنيوم زنك أما إذا كان هناك اختلاف كبير في حجوم الذرات كما في سبائك الألمنيوم نحاس، فإن مناطق (GP) تتشكل عادة على هيئة أقراص مستوياتها تتوضع بشكل متوازي مع المستوي الدليلي المنخفض للشبكة البلورية . العملية التكريمية : أما عملية التكريم فهي أهم المعالجات الحرارية التي تحسن الخواص الميكانيكية لهذه الخلائط . وتعتمد المعالجة التكريمية على ظاهرة الانفصال الصلب التي تتم في المحاليل الصلبة , وليكون إجراء المعالجة التكريمية ممكناً يجب أن تتوفر الشروط التالية : أن يكون الألمنيوم قادراً على إذابة واحد على الأقل من العناصر المضافة إليه وبشكل محدود في الحالة الصلبة . أن يكون العنصر المذاب قابلاً لتشكيل مركب ما مع الألمنيوم أو مع أي عنصر آخر . مراحل نمو عملية التكريم : المرحلة الأولى : و هي إذابة العنصر المنفصل وذلك بالتسخين إلى درجة حرارة تتناسب مع نسبة وجود العنصر السبائكي المراد إذابته بحيث تتجاوز درجة حرارة التسخين خط الانفصال الصلب للعنصر على الشكل التوازن أي بحيث نصل إلى منطقة التجانس للمحلول الصلب . المرحلة الثانية : هي مرحلة التبريد السريع بحيث لا نسمح للعنصر المذاب بالإنفصال خلال التبريد وانخفاض قابلية الألمنيوم للإذابة . لهذا يتم التبريد غالباً بالماء بحيث لا يفسح المجال لظاهرة الانتشار أن تأخذ مجراها . المرحلة الثالثة : فهي مرحلة التعميق أو التعمير والتصلد الطبيعي أو التقسية القسرية ويحدث ذلك نتيجة لانفصال ذرات العنصر المذاب في الألمنيوم بشكل يتعدى حد الإشباع على شكل ذرات تبدأ بالاستقطاب والتجمع في مناطق تسمى بمناطق غينيز – بريستون الأولى . ثم تتحد مع ذرات من الألمنيوم أو عنصر آخر لتشكل جزئيات تتجمع على شكل حبيبات مشتتة ناعمة لا ترى بالمجهر , وتسمى مناطق توزع هذه الحبيبات بمناطق غينير – بريستون الثانية وتوزع هذه الحبيبات الناعمة في البنية هو الذي يسبب قساوة القطعة وتحسن خواصها الميكانيكية . وانفصال الحبيبات على هذا النحو يتم في بعض الخلائط تلقائياً بإراحتها بضع ساعات في درجة الحرارة العادية , وفي بعضها الآخر يجب التسخين إلى درجة حرارة لا تزيد عن 150ْ مئوية حتى يحصل التصلد أو زيادة القساوة وتسمى هذه العملية بالتقسية القسرية . تصنيف خلائط الألمنيوم من وجهة نظر المعالجة التكريمية إلى ثلاث فئات: 1- قابلة للتكريم والتصلد التلقائي وهي خلائط الألمنيوم والنحاس والمغنيزيوم. 2- قابلة للتكريم والتصلد القسري وهي خلائط الألمنيوم والسيليسيوم والمغنيزيوم. 3- غير قابلة للتكريم هي خلائط الألمنيوم والمغنيزيوم والألمنيوم والمنغنيز وهي لا تستجيب لعملية التكريم والمعالجة الوحيدة التي يمكن إجراؤها عليها هي عملية التطرية

المعالجة الحرارية لخلائط الدور الألمنيوم : تسخن الخليطة إلى 500 – 510 ثم يتم التبريد السريع بما لا يجب أن يزيد درجة حرارته عن 40. تترك القطعة فترة من الزمن للتعمير في درجة الحرارة العادية لبضعة أيام . أما عملية التطرية فتتم بتسخين القطعة إلى 400 ْ مئوية ثم تبرد تبريداً بطيئاً جداً حتى ال250 ْ مئوية وعنها تترك لتبرد بالهواء .

1- التلدين: يتم عند درجة حرارة 360 م° ويتبعه تقسية الماء 2- التعتيق الطبيعي: يجري عند درجة حرارة الغرفة لعدة أيام ، مما يؤمن مواصفات جيدة للمعدن وخاصة ً المقاومة الجيدة للصدأ في ظروف العمل المختلفة. 3- التعتيق الصناعي (الإسقاء بالماء)

ويتم بدرجة حرارة /165-185/ °م حيث يسرع عملية التصنيع للدور ألمنيوم لكن المواصفات الميكانيكية لا تكون بالمستوى الذي يمكن تحقيقه بالتعتيق الطبيعي حيث تكون مقاومة الصدأ أقل .

4- الإسقاء بالماء للطراز 1Д يتم رفع درجة الحرارة إلى (505-510)م° ومن ثم تبريد بالماء . أما الطراز 16Д فدرجة الحرارة تكون (495-503)م °. يمكن ملاحظة المواصفات التالية بعد المعالجات الحرارية : يزداد إجهاد الشد ليصل إلى 2mm/kg 44 وتنخفض المطيلية لتصل إلى /15-17% أما إذا تم رفع درجة حرارة الدور إلى 260م ° لمدة 20-40 ثانية بعد التقسية فإن المواصفات الأولية للخلائط يتم استعادتها، وهي تزيد المطيلية للمعدن وتكون مناسبة في عمليات التشكيل على البارد . - مطاوعته وسط قابلية للحام سيئة - درجة مقاومة الصدأ غير عالية ويفضل تلبيسها بعمليات الأكسدة السطحية

المراجع[عدل]

منتدى المهندس كوم كلية الهندسة

كتاب الفلزات الخفيفه وسبائكها للدكتور محمد عز دهشان http://productionbook.blogspot.com/2009/09/blog-post.html

http://www.almohandes.org/vb/showthread.php?t=50994