مقدمة
نسبة عالية من النيكل والكروملفائف حديد الزهر ذات التبريد غير المحدود مكونات أساسية في مصانع الدرفلة الحديثة، حيث توفر مقاومة استثنائية للتآكل، وثباتًا حراريًا، ومقاومة للتعب. بنيتها الدقيقة الفريدة - التي تتألف من الباينيت، والأوستينيت المحتفظ به، والكربيدات الصلبة—يتم تحقيق ذلك من خلال تصميم سبيكة متخصصة وتصلب مُتحكم فيه. تستكشف هذه المقالة الخصائص المعدنية وآليات التحول الطوري والأداء الصناعي من هذه اللفائف المتقدمة.
1. التصلب وتكوين البنية الدقيقة
أثناء الصب (عبر صب المواد المركبة، أو البوابات السفلية، أو الطرق الطاردة المركزية), يتصلب الحديد المنصهر عالي السبائك بسرعة تحت تأثير التبريد للقالب، مما يؤدي إلى:
البلورات العمودية المهيمنة:نمو محاذي عمودي على اتجاه التبريد.
ترسيب الجرافيت/الكربيد الاتجاهي: موزعة على طول المناطق بين الشجيرات (انظر الشكل 1-50).
عناصر السبائك الرئيسية وأدوارها
عنصر | وظيفة |
النيكل (4.0-4.5%) | يعمل على تثبيت الأوستينيت، ويعزز صلابته |
الكروم (1.6-1.85%) | يعزز تكوين الكربيد ويحسن الصلابة |
الموليبدينوم/المنجنيز | يؤخر تحويل البيرلايت؛ ينقي الباينيت |
2. آلية تحويل الطور
يؤثر محتوى النيكل والكروم العالي بشكل كبير على درجة حرارة بس (بداية الباينيت) (محسوبة على أنها 338–441 درجة مئوية وفقًا للصيغة التجريبية):
استقرار الأوستينيت:يقمع تكوين البيرلايت، مما يؤدي إلى تفضيل الباينيت/المارتنسيت أثناء التبريد المستمر.
الأوستينيت المحتفظ به (13-15%):يبقى بسبب عدم كفاية تبديد الحرارة أثناء تغيير الطور.
تأثيرات المعالجة الحرارية
التلطيف:يحوّل الباينيت/المارتنسيت المصبوب إلى:
الباينيت المقسّى (تحسين المتانة؛ الشكل 1-51)
سوربيت مُخفف (توازن القوة والصلابة؛ الشكل 1-52)
3. توزيع الجرافيت والكربيد
الجرافيت الحر (2-5%):يظهر كـ دودي (شبيه بالدودة) أو أشكال الرقائق القصيرة (الشكلان 1-53/1-54)، تتركز في حدود البلورات العمودية.
الكربيدات (25-30%):في المقام الأول نوع M₇C₃، مما يوفر مقاومة للتآكل.
4. مواد اللب والرقبة
اعتمادا على متطلبات التطبيق:
رقاب ملفوفة: عالية اللدونة الحديد الرمادي لامتصاص الصدمات.
نوى اللفة:عالية القوة الحديد المطاوع (الجرافيت العقدي) لتحمل الضغوط الانحناء.
5. المزايا الصناعية
عمر خدمة ممتد: أطول من اللفائف التقليدية بمقدار 3 إلى 5 مرات.
مقاومة التشقق الحراري:مستقرة تحت التسخين/التبريد الدوري.
بنية دقيقة قابلة للتخصيص:مصممة خصيصًا من خلال السبائك والمعالجة الحرارية.
خاتمة
ال نسبة عالية من النيكل والكروملفائف حديد الزهر ذات التبريد غير المحدود تحقيق الأداء الأمثل من خلال التحول البينيت المتحكم فيه، وتشتت الكربيد، ومورفولوجيا الجرافيت. قدرتها على التكيف مع ظروف التدحرج القاسية تجعلها لا غنى عنها لـ مطاحن الشرائط الساخنة، ودرفلة المقاطع، وإنتاج الأسلاك عالية السرعة.
