ما هي الفروقات بين الدرفلة الساخنة والدرفلة الباردة

الدرفلة الساخنة والدرفلة الباردة عمليتان أساسيتان في تشكيل المعادن، تتضمنان تشكيل المعدن بتمريره عبر بكرات. وبينما تهدف كلتا الطريقتين إلى تقليل سمك المعدن وتحقيق الخصائص الميكانيكية المطلوبة، إلا أنهما تختلفان اختلافًا كبيرًا من حيث درجة الحرارة، والبنية الدقيقة الناتجة، والخصائص الميكانيكية.

الفرق بين الدرفلة الساخنة والدرفلة الباردة

الدرفلة الساخنة

العملية:

تتضمن الدرفلة الساخنة معالجة المعدن عند درجات حرارة أعلى من درجة إعادة التبلور. هذا يعني تسخين المعدن إلى درجة تسمح بإعادة ترتيب بنيته الحبيبية الداخلية، وتكوين حبيبات جديدة خالية من الإجهاد. تمنع إعادة التبلور المستمرة هذه التصلب الإجهادي أثناء التشوه.

الخصائص الرئيسية:

درجة الحرارة: أعلى من درجة إعادة التبلور (عادةً ما تكون حوالي 950 إلى 1200 درجة مئوية للصلب).

التشوه: من الممكن تحقيق انخفاض كبير في السُمك في تمريرة واحدة نظرًا لانخفاض قوة المعدن وزيادة ليونته في درجات الحرارة العالية.

استهلاك الطاقة: مرتفع نظرًا لضرورة تسخين المعدن، ولكن يتطلب قوى درفلة أقل.

تشطيب السطح: عادةً ما يكون سطحه أكثر خشونة وأكسدة بسبب تكوّن القشور في درجات الحرارة العالية. غالبًا ما يلزم إزالة القشور.

دقة الأبعاد: أقل دقة بسبب التمدد والانكماش الحراريين، مما يجعل الحفاظ على تفاوتات دقيقة أمرًا صعبًا.

البنية الدقيقة: تُنتج بنية حبيبية أكثر اتساقًا، ومتساوية المحاور (متساوية تقريبًا في جميع الأبعاد)، مما يُحسّن المتانة واللدونة.

الخواص الميكانيكية: قوة وصلابة أقل مقارنةً بالمنتجات المدرفلة على البارد، ولكن اللدونة والقابلية للتشكيل مُحسّنة.

الإجهادات المتبقية: عادةً ما تكون الإجهادات المتبقية منخفضة جدًا لأن درجة الحرارة المرتفعة تُخفف الإجهاد.

التطبيقات الشائعة:

تُستخدم الدرفلة على الساخن في تشوه الكتل وإنتاج المكونات الهيكلية الكبيرة. من الأمثلة على ذلك:

الفولاذ الهيكلي (العوارض على شكل حرف I، والعوارض على شكل حرف H، والقنوات)

خطوط السكك الحديدية

صفائح بناء السفن والإنشاءات

أنابيب غير ملحومة

التفكك الأولي للسبائك والقضبان

الدرفلة الباردة

العملية:

تتضمن الدرفلة على البارد معالجة المعدن في درجة حرارة الغرفة (أقل من درجة حرارة إعادة التبلور). يحدث التشوه بدفع المعدن عبر بكرات، مما يُشوه حبيباته بلاستيكيًا ويُحدث تصلبًا بالإجهاد.

الخصائص الرئيسية:

درجة الحرارة: درجة حرارة الغرفة.

التشوه: عادةً ما يكون هناك انخفاض طفيف في السُمك مع كل تمريرة نظرًا لقوة المعدن العالية وقلة ليونته. غالبًا ما يتطلب الأمر تمريرات متعددة.

استهلاك الطاقة: أقل من حيث التسخين، ولكن يتطلب قوى درفلة أعلى بكثير، مما يتطلب مطاحن درفلة أكثر قوة.

التشطيب السطحي: تشطيب سطحي ممتاز وناعم ولامع لعدم تشكل قشور.

دقة الأبعاد: دقة عالية مع تحمّلات دقيقة يمكن تحقيقها بفضل غياب التمدد والانكماش الحراري.

البنية المجهرية: تُنتج بنية حبيبية ممدودة ومشوهة، مما يزيد من القوة والصلابة.

الخواص الميكانيكية: زيادة القوة والصلابة ومقاومة الخضوع نتيجة التصلب بالإجهاد، مع انخفاض اللدونة. الإجهادات المتبقية: تُعد الإجهادات المتبقية العالية شائعةً بسبب التشوه غير المتساوي وعدم قدرة المادة على تخفيف الإجهادات في درجة حرارة الغرفة.

يمكن التخفيف من هذه الإجهادات عن طريق التلدين اللاحق للدرفلة.

التطبيقات الشائعة:

تُستخدم الدرفلة على البارد في التطبيقات التي يكون فيها تشطيب السطح ودقة الأبعاد وتحسين الخصائص الميكانيكية أمرًا بالغ الأهمية. من الأمثلة على ذلك:

ألواح هياكل السيارات

الأجهزة المنزلية (الثلاجات والغسالات)

الأثاث

الأنابيب الدقيقة

صفائح القصدير

مكونات الطائرات

جدول الملخص

فيما يلي جدول يلخص الاختلافات الرئيسية:

ما سبق يُلخص الفرق بين الدرفلة على البارد والدرفلة على الساخن. الدرفلة على الساخن والدرفلة على البارد عمليتان مختلفتان في تشغيل المعادن تُستخدمان لتشكيل وتقوية الصفائح المعدنية والأشكال الأخرى. وبينما تتضمن كلتاهما تمرير المعدن عبر بكرات، فإن درجة الحرارة التي يحدث عندها ذلك تُؤدي إلى اختلافات كبيرة في خصائص المنتج النهائي وتطبيقاته.