ما هي التغييرات التي تحدثها عملية المعالجة الحرارية الخاصة على البنية المجهرية لزنبرك الفرامل؟

تعمل عملية المعالجة الحرارية الخاصة على إعادة تشكيل الشكل المجهري للطبقة بشكل عميق ربيع الفرامل من خلال مرحلة التحول وإعادة التنظيم متعددة المراحل. في عملية التبريد، يخضع الأوستينيت ذو درجة الحرارة العالية إلى تحول القص في ظل ظروف تبريد شديدة، مما يشكل شبكة مارتنسيت لوحية مع تشابك خلع كثيف، ويملأ الأوستينيت المتبقي المشتت فجوات اللوح في شكل طبقة رقيقة. لا يحتفظ هذا الهيكل بالقوة العالية فحسب، بل يعمل أيضًا على تحسين القدرة على تنسيق التشوه. بعد إدخال عملية متساوي الحرارة المتدرجة، تخضع بعض المناطق لتحول الانتشار، مما يؤدي إلى توليد طبقات باينيت أقل مع كربيدات وفريتات متناوبة. تعمل مجموعة الكربيد الدقيقة على منع حركة الخلع بشكل فعال. أثناء عملية التقسية، تخضع مصفوفة المارتنسيت للتحلل وإعادة التنظيم، مما يعجل بمرحلة تقوية كربيد ε على نطاق النانو، في حين يتم تحويل الأوستينيت المتبقي جزئيًا إلى مارتنسيت ثانوي، مما يشكل هيكلًا مترابطًا ثلاثي الأبعاد يتكون من مارتنسيت مقسى وأوستينيت مستقر وكربيدات.

تقوم عملية المعالجة السطحية ببناء هيكل متدرج من البلورات النانوية على سطح المادة، وتتحول الحبوب متناهية الصغر بقطر 50 نانومتر على السطح إلى حبيبات دون الميكرون في الداخل. يعمل هذا التنظيم المتدرج على تحسين القدرة على مقاومة انتشار التشققات بشكل ملحوظ. يمكن لطبقة الضغط الضاغطة المتبقية الناتجة عن الطحن بالخردق أن تصل إلى عمق 300 ميكرون. تعمل شبكة الخلع عالية الكثافة التي تتكون من تشويه الشبكة السطحية بشكل تآزري مع مرحلة الهطول الدقيق بالداخل لنقل نقطة تركيز الإجهاد من السطح إلى باطن السطح. إن ظاهرة الفصل بين حدود الحبوب الناتجة عن هجرة عناصر السبائك تكون واضحة بشكل خاص أثناء المعالجة بدرجات الحرارة المرتفعة. يشكل إثراء عناصر مثل الكروم والموليبدينوم عند حدود الحبوب حاجزًا مقاومًا للتآكل، كما أن تأثير تقوية المحلول الصلب للسيليكون يمنع خشونة الكربيدات. يمكّن هذا الهيكل المركب متعدد المقاييس المادة من الحفاظ على قوة تبلغ 2000 ميجا باسكال مع زيادة صلابة الكسر بحوالي 40٪، وإطالة عمر الكلال بأمرين من الحجم.