فيديو ما هو الشيخوخة في علم المعادن؟
يُعدّ شيخوخة المعادن من أكثر الطرق شيوعًا لتغيير خصائص السبائك المعدنية. في حين أن العديد من المعادن قد تتغير خصائصها بالتسخين والتبريد أو التصلب بالتشكيل ، إلا أن بعض السبائك المعدنية مُصممة خصيصًا لتعتيقها. يمكن أن تُغير الشيخوخة الخصائص الفيزيائية والجمالية للسبائك، مما يمنحها خصائص مختلفة تمامًا عن شكلها غير المعتّق.
ماذا يعني شيخوخة المعدن؟
ما هو الشيخوخة في علم المعادن؟
- الشيخوخة المعدنية هي عملية تُستخدم على السبائك المعدنية المعالجة حرارياً بالمحلول، ويمكن إجراؤها بشكل صناعي أو طبيعي.
- تحدث الشيخوخة الطبيعية طوال عمر السبيكة المعدنية. أثناء عملية الشيخوخة الطبيعية، تُشكل عناصر السبائك فائقة التشبع داخل السبيكة المعدنية ما يُعرف بالرواسب المعدنية
- تمنع هذه الرواسب الخلع في المعدن، مما يزيد من قوة وصلابة السبيكة المعدنية مع تقليل قابليتها للسحب .
- الشيخوخة الاصطناعية هي عملية تُستخدم لتسريع تكوين الرواسب في سبيكة معدنية معالجة حرارياً بالمحلول إلى معدل أسرع بكثير من عملية الشيخوخة الطبيعية
- تتم عملية الشيخوخة الاصطناعية عن طريق رفع درجة حرارة سبيكة المعدن المعالجة حرارياً بالمحلول إلى نقطة أقل من درجة حرارة إعادة التبلور ولكنها عالية بما يكفي لتسريع تكوين الرواسب.
- بمجرد أن تصبح رواسب عنصر السبائك بالحجم المناسب، يتم تبريد السبيكة المعدنية بسرعة لمنع أي تغيير إضافي في الرواسب المعدنية.
ما هي أنواع المعادن التي يمكن أن تتقادم؟
هناك العديد من أنواع السبائك المعدنية التي يمكن أن تتغير خصائصها الفيزيائية مع مرور الزمن، طالما أنها قابلة للمعالجة الحرارية بالمحلول:
- الألومنيوم
- جميع سبائك الألومنيوم من سلسلة 2XXX و6XXX و7XXX قابلة للتعتيق، وتستمد العديد من أشكالها المختلفة قوتها من التعتيق الصناعي. و
- من أكثر سبائك الألومنيوم المعتّقة شيوعًا سبيكة 6061-T6، التي تحتوي على رواسب سيليسيد المغنيسيوم التي تمنع الخلع وتزيد من قوتها وصلابتها بشكل كبير في شكلها -T6.
- الفولاذ المقاوم للصدأ
- 17/10P، 17/4PH، و17/7PH هي بعض سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الشائعة التي تتمتع بقوة وصلابة عالية للغاية عندما يتم نضجها بشكل صحيح بسبب رواسب السبائك المعدنية في هياكلها.
- سبائك النحاس
- C17200 وC17300 هما سبائك نحاس-بيريليوم تُستخدم بكثرة في الصناعة.
- يُعرف النحاس عمومًا بلينه ومرونته، ويمكن أن يكون صلبًا وقويًا وهشًا للغاية عند استخدام الإضافات المناسبة من عناصر السبائك مع تقنية تقادم مناسبة.
- سبائك معدنية أخرى
- يمكن أن يتقادم التيتانيوم والنيكل والمغنيسيوم، فضلاً عن العديد من المعادن الأخرى، إذا كانت تحتوي على عناصر سبائكية في تركيبها الكيميائي تجعلها قابلة للمعالجة الحرارية بالمحلول.
هل يمكن أن يصبح المعدن قديمًا جدًا
من الممكن تمامًا أن يزيد عمر المعدن عن الحد المطلوب. إذا تجاوزت معالجة المعدن حجم الرواسب المثالي، فإن السبيكة الناتجة ستقلل من قوتها وصلابتها. قد يحدث هذا عند محاولة لحام السبيكة أو معالجتها على البارد. ويحدث أيضًا عند تسخين المعدن إلى حجم الرواسب المطلوب. قد تتمكن من إعادة تقادم المعدن صناعيًا، مما قد يستعيد قوته وصلابته، ولكن من الأفضل استشارة خبير معادن قبل اتخاذ أي قرار.
