تأثيرات وسائط التبريد على البنية المجهرية للكربيد والصلابة المجهرية لصلب العدة (AISI D2) المصنع محليا أثناء التلدين

الملخص

يُعد فولاذ الأدوات للعمل على البارد من المواد الأساسية في مجال التصنيع، حيث يُستخدم في العديد من التطبيقات مثل عمليات التثقيب، والتشكيل، والدرفلة على البارد., حيث يتميز هذا النوع من الفولاذ بمحتوى عالٍ من الكربون والكروم، وتُظهر خواصه الميكانيكية تأثراً كبيراً بعمليات المعالجة الحرارية. كما يحتوي على نسب أعلى من الأطوار الصلبة مثل الكربيدات والمارتنسيت الصفائحي مقارنةً بسبائك الفولاذ الأخرى، مما يفرض تحدياً مستمراً لتحقيق التوازن بين المتانة والصلادة لتجنب حدوث الكسر المفاجئ. ومن أبرز المشكلات المرتبطة بعمليات التقسية لهذا الفولاذ خطر التشوه والتشقق الناتج عن استخدام أوساط تبريد مختلفة. في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثير أوساط التبريد المختلفة على البنية المجهرية والصلادة المجهرية لفولاذ الأدوات AISI D2 المُصنَّع محلياً، بهدف تحسين البنية المجهرية والخواص الميكانيكية. حيث تم إجراء الأوستنة للفولاذ عند درجة حرارة 900 درجة مئوية، تلتها عملية التبريد السريع باستخدام أوساط مختلفة (الماء والزيت)، ومن ثم إجراء عملية المراجعة الحرارية (المراجعة/التخمير). تم تحليل البنية المجهرية باستخدام المجهر الضوئي، إلى جانب تقييم كمي للصور باستخدام برنامجj, Image) ( (كما تم قياس الصلادة المجهرية باستخدام اختبار فيكرز، أظهرت النتائج أن العينات المبردة بالزيت احتوت على كربيدات أكثر خشونة ونسبة أعلى من الأوستنيت المحتجز، في حين أظهرت العينات المبردة بالماء كربيدات أدق وأكثر تجانساً في التوزيع. كما أكد التحليل الكمي للصور وجود اختلافات ملحوظة في حجم الكربيدات ونسبة مساحتها تبعاً لوسط التبريد المستخدم. وقد بلغت قيم الصلادة المجهرية بطريقة فيكرز 197.9 و248.2 و225.9 HV لكل من الفولاذ الأساسي المُصنَّع محلياً، والعينات المبردة بالماء، والعينات المبردة بالزيت على التوالي.  وأشار التحليل الإحصائي إلى وجود ارتباط طردي ضعيف بين توزيع الكربيدات والصلادة المجهرية (R= 0.213،   0.123، 0.169). وتؤكد هذه النتائج أهمية تحسين عمليات المعالجة الحرارية في التطبيقات الميكانيكية.