معرفة

أولا: شرح مفهوم إعادة التبلور

١. إعادة التبلور هي عملية تبلور المعادن والسبائك الصلبة دون تحول طوري. وهي عملية تليين المعادن أو السبائك التي خضعت للتصلب بالشغل دون تحول طوري.

٢. بعد حدوث التشوه البارد أثناء عملية بثق المعدن، ثم تسخينه إلى درجة حرارة معينة، تتجدد حبيبات جديدة غير مشوهة في البنية المشوهة، وتتغير خصائصها بشكل ملحوظ، وتعود إلى حالة الليونة التامة. تُسمى هذه العملية إعادة التبلور، أي أنها عملية تكوين نوى ونمو نوى بلورية مختلفة.

٣. أول عملية تحدث أثناء إعادة التبلور هي عملية الاستعادة. في هذه المرحلة، تخضع الذرات لانتشار وهجرة محدودة قصيرة المدى، ولا تتحرك إلا العيوب النقطية والخلع. يساعد هجرتها واندماجها على التخلص من الإجهاد الداخلي الناتج عن التشوه البارد. ومع ذلك، تبقى خصائص التشوه البارد قائمة، ولا تتغير إلا بعض البنى التحتية والخصائص الفيزيائية، مع إطلاق جزء من الطاقة المخزنة أثناء التشوه البارد.

4. يمكن أيضًا تسمية عملية التلدين الاستردادي بعملية التلدين لتخفيف الإجهاد.

٥. بعد عملية الاستخلاص، إذا سُخِّن المعدن إلى درجة حرارة أعلى، تزداد قدرة الذرات على الانتشار والهجرة، وتتشكل حبيبات جديدة (كما هو موضح في الشكل ٣) وتنمو إلى حبيبات ناعمة متساوية المحاور، مع تحرر كامل للضغط الداخلي. تُسمى هذه المرحلة إعادة التبلور.

٦. بعد اكتمال إعادة التبلور، يجب أن تكون الحبيبات الطبيعية متجانسة ومتواصلة. ومع ذلك، في بعض الحالات، يقتصر نمو الحبيبات على خشونة مفاجئة وسريعة لبعض الحبيبات، مما يؤدي إلى تفاوت في حجم الحبيبات (حجم حبيبات غير متساوٍ). يشبه هذا النمو غير المتساوي للحبيبات حدوث إعادة التبلور مرة أخرى في الحبيبات متساوية الدقة والمتساوية المحاور بعد إعادة التبلور، وهو ما يُسمى إعادة التبلور الثانوي. لا تُقبل المواد ذات الحبيبات الخشنة الناتجة عن إعادة التبلور الثانوي في السوق عمومًا. لذلك، تُعدّ كيفية التحكم في إعادة التبلور الثانوي نقطةً أساسيةً لفنيي المصانع.

7. القوة الدافعة لإعادة التبلور الأولي هي تقليل الطاقة المخزنة بسبب التشوه، في حين أن القوة الدافعة لإعادة التبلور الثانوي هي تقليل طاقة الواجهة.

 

II. المعالجة الساخنة وبنية حبيبات سبائك الألومنيوم

1. عندما تكون درجة حرارة معالجة سبائك الألومنيوم أعلى من 350°ج. يُطلق عليه أيضًا اسم المعالجة الساخنة. المعالجة الساخنة هي التأثير المتزامن للإجهاد المُخزَّن الناتج عن المعالجة والمعالجة عالية الحرارة للتلدين.

2. تؤثر درجة حرارة المعالجة، وكمية المعالجة (مثل نسبة البثق، ونسبة الدرفلة أو نسبة التشكيل)، وسرعة المعالجة، وحالة التجانس، وعناصر السبائك أو أنواع السبائك على سلوك إعادة التبلور.

٣. كلما زادت كمية المعالجة، انخفضت درجة حرارة إعادة التبلور، وصغر حجم الحبيبات المُعاد تبلورها. إذا كانت كمية المعالجة صغيرة جدًا، فقد لا تكتمل عملية إعادة التبلور بسبب ارتفاع درجة حرارة إعادة التبلور، مما ينتج عنه بنية ليفية أو بنية مختلطة من حبيبات وألياف مُعاد تبلورها ممدودة.

4. عادةً ما توجد هياكل إعادة التبلور المختلطة والحبوب الليفية التي لم يتم إعادة تبلورها بالكامل في السبائك عالية القوة، مثل سبائك السلسلة 7000 و2000.

٥. إذا كانت درجة حرارة المعالجة أثناء المعالجة الساخنة مرتفعة جدًا، فإن كمية طاقة التشوه المتراكمة أو الخلع أثناء المعالجة تصبح ضئيلة جدًا، وترتفع درجة حرارة إعادة تبلور مادة البنية الليفية بعد المعالجة عالية الحرارة. بالنسبة للسبائك عالية القوة، مثل سبائك سلسلة ٢٠٠٠ و٧٠٠٠، عندما تتجاوز درجة حرارة المعالجة ٤٠٠°ج- يصبح إعادة التبلور أثناء معالجة المحلول اللاحقة صعبًا للغاية.

٦. يشبه سلوك إعادة التبلور في عملية صب السبائك الساخنة سلوك عملية التشكيل البارد مع المعالجة الحرارية للتلدين، مع وجود بعض الاختلافات. أثناء عملية إعادة التبلور في عملية التشكيل الساخن، يكون الإجهاد المتراكم صغيرًا جدًا، لذا لا يمكن إعادة تبلور بعض المواد عالية السبائك تمامًا بعد التشكيل الساخن.