ما هي الأسباب الشائعة لتشوه القوالب الناتج عن المعالجة الحرارية؟

يُعدّ تشوّه القوالب الناتج عن المعالجة الحرارية نتاجًا مشتركًا للإجهاد الحراري، وإجهاد الأنسجة، والإجهاد الداخلي الأصلي، والإجهاد الإضافي الناتج عن العملية أو الهيكل، مما يؤدي إلى تمدد الأبعاد، والانحناء، والتشوّه، والالتواء. فيما يلي، سنُصنّف الأسباب الأكثر شيوعًا وأهمية لإجراء المقارنة والفحص الميداني.

1- الإجهاد الحراري (التشوه الناتج عن اختلاف درجة الحرارة)

سرعة التسخين سريعة جدًا
يخضع السطح أولاً للتمدد الحراري، يليه التمدد الداخلي، مما يؤدي إلى إجهاد كبير ناتج عن اختلاف درجة الحرارة.
معدل التبريد سريع جدًا أو غير متساوٍ
التبريد بالماء، والتبريد القوي من جانب واحد، والرش الموضعي، عرضة للانحناء والتشوه بشكل كبير.
درجة حرارة الفرن غير المتساوية وحمولة الفرن الكثيفة
إن قطعة العمل قريبة جدًا من أنبوب التسخين، وتسخين/تبريد كل جزء غير متناسق.
عدم كفاية الاحتراق للمواد الكبيرة والسميكة
يكون فرق درجة الحرارة بين الداخل والخارج كبيرًا، ويتراكب الإجهاد الحراري على إجهاد الأنسجة، مما يؤدي إلى تشوه أكثر حدة.

2- الضغط التنظيمي (تغير المرحلة، تغير الحجم)

تمدد الحجم الناتج عن تحول الأوستنيت إلى المارتنسيت
أثناء عملية التبريد السريع، يحدث التشوه الموضعي أولاً، ثم يحدث السحب/الضغط، مما يؤدي إلى التمدد أو الانكماش أو التشوه.
التوزيع غير المتساوي للكربيدات والانفصال الشريطي
تتميز فولاذات القوالب عالية الكربون (1.2379، D2، SKD11، إلخ) بتشوه غير منتظم بشكل خاص.
درجة حرارة تبريد عالية
تكون حبيبات الأوستنيت خشنة، وتتحسن قابلية التصلب، ويكون الإجهاد الهيكلي أكبر.
عدم كفاية عملية التبريد أو عدم كفاية التبريد
يستمر الأوستنيت المتبقي في التحول في المرحلة اللاحقة، مما يتسبب في تشوه ثانوي أثناء الاستخدام.

3- الإجهاد الداخلي الأصلي لقطعة العمل (الموجود قبل المعالجة الحرارية)

لم يتم التخلص من إجهاد التشكيل
غير معالج حرارياً أو غير معالج حرارياً بشكل كافٍ بعد التشكيل، مما يؤدي إلى إجهاد داخلي عالٍ.
إجهاد القطع/الطحن
حجم تشغيل خشن كبير، معدل تغذية سريع، إجهاد سطحي مركز، وإطلاق مركز للتشوه بعد التبريد.
التصلب الناتج عن العمل البارد، وتقويم الإجهاد
يؤدي التمليس القسري والضغط البارد في المرحلة المبكرة إلى تخفيف الإجهاد الداخلي أثناء التسخين.

4- التشوه المتأصل الناتج عن بنية القالب نفسها

سماكة غير متساوية وتغيرات مفاجئة في المقطع العرضي
المناطق السميكة تبرد ببطء، والمناطق الرقيقة تبرد بسرعة، ويكون فرق الإجهاد هائلاً.
زوايا حادة، فتحات ضيقة، ثقوب عميقة
لا يتسبب تركيز الإجهاد في التشوه فحسب، بل يتسبب أيضًا في التشقق.
قطعة نحيلة، ناتئة، جدار رقيق
في ظل الظروف الحارة، يكون ضعف الصلابة وتشوه الترهل الناتج عن الوزن الذاتي أمراً شائعاً.
بنية غير متناظرة
يجب أن ينحني أو يتشوه إلى جانب واحد.

5- سوء الصنعة والتشغيل (الأكثر شيوعاً في الموقع)

عدم التبريد في الوقت المناسب بعد التبريد السريع
لا يتم التخلص من إجهاد التبريد، ويستمر التشوه في التطور حتى أنه قد يتشقق.
اختيار غير صحيح لطريقة التبريد
يمكن أن تتسبب كل من الأجزاء المعقدة التي يتم تبريدها بالماء والأجزاء الصغيرة التي يتم تبريدها بالزيت في حدوث تشوه غير طبيعي.
طريقة تثبيت/وضع غير معقولة
وضع مسطح، دعم بنقطة واحدة، تعليق مائل، انحناء مباشر بفعل الوزن الذاتي في حالة ساخنة وناعمة.
عدم دقة التحكم في درجة الحرارة وعدم كفاية العزل
يؤدي الحرق غير الكافي والشامل إلى تحول غير متساوٍ في الأنسجة وتشوه غير منتظم.

6- العوامل المادية

ضعف قابلية المادة للتصلب
يوجد فرق كبير بين السطح ونسيج القلب، والتشوه غير مستقر.
انفصال شديد وشوائب متعددة في الفولاذ
إن تمدد وانكماش الأجزاء المختلفة غير متناسق، والتشوه غير منتظم.