چارەسەری گەرمی

چارەسەری گەرمی (بە ئینگلیزی: Heat treatment) ڕێگەیەکی گونجاوە کە بۆ ماددە کانزایییەکان و ماددە سێرامیکییەکان بەکاردێت. بەھۆی ئەم چارەسەرکردنەوە ماددەی سیرامیکی ڕەقتر و ماددە کانزایییەکان قایمتر دەبن. ھەڵبەت جۆری ساردکردنەوەش ھۆکارێکی ترە کە کاریگەری دەخاتە سەر سیفاتی ماددەکە.

چارەسەری گەرمایی لەناو فڕنێک کە پلەی گەرمییەکەی دەگاتە زیادتر لە ١٠٠٠ پلەی سیلیزی

چارەسەری گەرمی ھەروەھا بەکار دێت لە دروست کردنی زۆر شت دا، بۆ نمونە: گڵاسی شوشە. بۆ چارەسەری گەرمی پلەی گەرمی بەرز یا سەرما بەکار دێت بۆ بەدەست ھێنانی سیفاتێکی میکانیکی (وەک ڕەقی و نەرمی). چەندین تەکنیکی چارەسەر گەرمی ھەیە کە بریتین لە کوڵاندنەوە (Annealing)، نۆڕماڵە کردن، نەھێشتنی سترێس، کوینچ کردن، ئەیجینگ، گەڕاندنەوە (تێمپەر کردن) و دەرخستنی کاربۆن. پێویسە ئەم بزانین کە ئەگەرچی چارەسەری گەرمی بە گەرم کردن و سارد کردن بەدەست دێت، بەڵام زۆرجار لەکاتی بەرھەم ھێنان ئەم کردارە جێبەجێدەبێ. بۆ نمونە لەکاتی لەحێم کردن، لەحێم کردنی ڕەق و لەحێم کردنی ڕەق.

پڕۆسەی فیزیایی

مەوادی کانزایی لە دەنکۆڵەی (grain)بچوک پێکھاتونە کە سروشتی ئەم دەنکۆڵانە (قەبارە و پێکھاتەکەی) کاریگەریان ھەیە لەسەر سیفاتی ماددەکە. چارەسەری گەرمی ڕێگەیەکی کاریگەرە بۆ کۆنتڕۆڵ کردنی ڕێژەی بەربڵاوبوونەوە (Diffusion) و ڕێژەی سارد بوونەوە لەناو پەیکەری مایکڕۆیی ماددە. ئەم کردارە بەشێوەیەکی گشتی بۆ گۆڕینی سیفاتی میکانیکی داڕشتەی کانزایی دەکرێ. ھەندێک لەو سیفاتە میکانیکیانە لە دەشێ دەستکاری بکرێن بەم کردەوەیە بریتین لە: ڕەقیەتی، توندیەتی، قایمی، نەرمیەتی و لاستیکی.

کاریگەری پێکھاتە

جیاوازی نێوان دوو پەیکەری کریستاڵی ئاسن. یەکێکیان پێی دەگوترێ ئاڵفا α وە ئەویەتریان بیتیە لە γ

ھێڵکاری دۆخی ماددەی ئاسن-کاربۆن. فەیزی مادە دەگۆڕێ بە پێی پلەی گەرمی و پێکھاتەی مادەکە. ھەریەک لە یوتێکتۆید و یوتێکتیک لەم ھێڵکاریەدا نیشان دراون

پلەی گەرمی دەتوانێت پەیکەری بەلوری ھەندێ ماددەی کانزایی وەک ئاسن بگۆڕێت. بۆ نمونە ئاسن لە پلەی گەرمی نزم فەیزی ئاڵفای ھەیە (α-ferite) وە لە پلەی گەرمی بەرز دا فەیزەکەی دەگۆڕێ بۆ گاما (γ) یا سیگما (δ). ھەریەک لەم پەیکەرە بەلوریانە سیفەتی جیاواز دەبەخشن بە ئاسن. ھەروەھا، بڕی پێکھاتەی ماددە کاریگەریەکی زۆری ھەیە لە چارەسەری گەرمی دا، بە جۆرێک کە لە ھێڵکاری فیزی ماددەکە ڕوون دەبێتەوە کە بە ھۆی ڕێژەی ماددەی دووەم چەندین فەیزی جیاوازمان دەبێت. ھەروەھا پلەی گەرمی توانەوەش گۆڕانکاری بەسەر دێت. چەند خالێکی گرنگ لە گشت ھێڵکاریەک دا بریتین لە یوتێکتۆید و یوتێکتاید. جیاوازی نێوان ئەم دووانە لەوەدایە کە ماددەکە لە پلەی گەرمی سەرو و خواروی خاڵی یوتێکتۆید لە دۆخی ڕەقی دەمێنێتەوە (کە ماددەکە بریتیە لە گیراوەی ڕەق)، بەڵام ماددەکە لە پلەی گەرمی بەرزتر لە یوتێکتاید دەتوێتەوە.

کاریگەری کات و پلەی گەرمی

کاریگەری کات-پلەی گەرمی لە سەر فەیزی ماددەی ستیل. ھێڵە سورەکان خێرایی ساردبونەوەی مادەکەیە کە بە سێ کاتی جیاواز سێ پەیکەری مایکڕۆیی جیاواز بە ماددەکە دەبەخشێت.

جگە لە چەند پڕۆسەیەکی وەک تیمپۆرینگ، ئەیجینگ و حەسانەوەی فیشار (stress-relieving)، زۆرێک لە چارەسەری گەرمی لە سەروو پلەیەکی دیاری کراو ئەنجام دەدرێت کە پێی دەگوترێ پلەی گەرمی وەستان (arrest). ئەم پلەی گەرمیە بە خاڵی A لە ھێڵھاریەکەدا نیشان دراوە. لە سەرو ئەم پلەی گەرمیە پەیکەری مایکڕۆیی ماددە یەکسان دەبێت. کاتێک ماددەکە لە خوارەوەی ئەم پلەی گەرمیە گەرمی وەردەگرێ، ماددەکە گشت گەرمیەکە بەکاردێنێت لە بەرز کردنەوەی پلەی گەرمی و گۆڕینی فەیز. بەڵام لەم پلەی گەرمیە ھەندێک دەوەستێ و پاشان جارێکی تر پلەی گەرمی ماددەکە بارز دەبێتەوە. ئاسن چوار خاڵی شلۆقی ھەیە کە بەندە لە سەر بڕی کاربۆنی بەکار ھاتوو لە ناویدا. ئاسنی خاوێن لە پلەی گەرمی ژووردا پەیکەری بەلوریەکەی پێیدەگوترێ ئاڵفا (α) وە لە پلەی گەرمی بەرزتر دەگۆڕێ بۆ گاما (γ) کە نەگێنەری موگناتیسیە. بە بەرز بوونەوەی زیادتری پلەی گەرمی، پەیکەری بەلوری ئاسنی خاوێن دەگۆڕێ بۆ دێڵتا (δ) کە ئاسنەکە فەراھەم دەبێ بۆ لەحێم کردن. بە زیادکردنی کاربۆن فەیزێکی تر دروست دەبێ کە پێی دەگوترێ ئەوستێنایت کە پێک ھاتەیەکە لە فەیزی گاما و کاربۆن. بە ھۆی ساردنکردنەوەی ئەوستێنایت بۆ پلەی گەرمی ژوور، فەیزێکیتر دروست دەبێ کە پێی دەگوترێ پێڕلیت (کە بە شێوەی خەت خەتە. خەتێک ئاسنی جۆری ئاڵفا و خەتێکی تر کاربۆن). فەیزی ئەوستێنایت و پێڕلیت جیادەکرێتەوە بە سنورێک کە پێی دەگوترێ یوتێکتۆید.

لەبەر ئەوەی دەنکۆڵەکان (grain) کاریگەری ڕاستەوخۆی ھەیە لەسەر سیفاتی میکانیکی ماددەکە، بۆیە ماددەکان گەرم دەکرێن بۆ پلەی گەرمی بەرزتر لە پلەی گەرمی شڵۆق تاکو ڕێگری بکرێ لە گەورەبوونی دەنکۆڵەکان. بۆ نمونە کاتێک ئاسن گەیشتە فەیزی ئەوستێنایت دەنکۆڵەکەن گەورە دەبن بە ھۆی بەرز کردنەوەی پلەی گەرمیەکەی. وە کاتێک بە خێراییەکی زۆر پلەی گەرمیەکەی دابەزێنرا بۆ مارتێنسایت دەنکۆڵە گەورەکان وەک خۆیان دەمێننەوە. گەورەبوونی دەنکۆڵە دەبێتە ھۆی دەبێتە ھۆی لاوازی لە پەیکەری ئاسن. بە شێوەیەکی گشتی قەبارەی دەنکۆڵەکان کۆنتڕۆڵ دەکرێن بۆ پارێزگاری کردنی ماددە لە شکان.

گۆڕان بە ھۆی بڵاوبونەوە (diffusion transformation) پەیوەندیەکی پتەوی لەگەڵ کات ھەیە.

تەکنیکەکان

کوڵاندنەوە

لە کانزاناسی و زانستی ماددەدا، کوڵاندنەوە (Annealing) بەشێکە لە چارەسەری گەرمی کە چەندین گۆڕانکاری فیزیایی (و ھەندێجار گۆڕانکاری کیمیایی) بەسەر ماددەکەدا دێت و دەبێتە ھۆی بەرزکردنەوەی نەرمیەتی و کەم کردنەوەی ڕەقیەتی. بە ھۆی ئەم پڕۆسەیەوە ماددەکە ئاسانتر ئیشی لەسەر دەکرێت. لەم پڕۆسەیەدا پلەی گەرمی گونجاو کە بەرزتر بێت لە پلەی گەرمی دروست بوونی بەلور، بە ماددەکە دەدرێت. ھەروەھا بۆ کاتێکی گونجاو دەھێڵدرێتەوە و پاشان سارد دەکرێتەوە.

لە پڕۆسەی کوڵاندنەوەدا، گەردیلەکان باردەکەن لە دەنکۆڵەیەکەوە بۆ دەنکۆڵەیەکیتر. بەمھۆیەشەوە، قەبارەی ھەندێ لە دەنکۆڵەکان گەورەتر دەبێ و ھەندێکیشیان بەروبچووک بوونەوە و نەمان دەڕۆن. بۆ زۆرێک لە ماددەکان (وەک پۆڵا: ئاسن+کاربۆن) قەبارەی دەنکۆڵەکان بەندە لەسەر چۆنیەتی گەرم کردن و چۆنیەتی سارد کردنەوەی ماددەکە. ئیش کردن لەسەر ماددەکە لە شێوەی گەرم یا سارد کاریگەری لەسەر پەیکەری ماددەکە دادەنێت. بە زانینی ھێڵکاریی دۆخی دوو ماددە (لەم جۆرە ھێڵکاریەدا تەوەرەیەک پلەی گەرمی و تەوەرەکەی تر پێکھاتەی دوو ماددەکە دەردەخەن)، چارەسەری گەرمی بەکار دێت بۆ گۆڕینی ماددەیەکی شکێنەور و ڕەق بۆ ماددەیەکی نارمتر.

لە ھەندێ ماددەی وەک مس، پۆڵا، زیو، و مسی سپی، ئەم پڕۆسەیە بەجێدەھێنرێ بە گەرم کردنی ماددەکە تا دەدرەوشێتەوە وە لە پلەی گەرمی دیاری کراو دەھێژرێتەوە و پاشان بە ئارامی سارد دەکرێتەوە بۆ پلەی گەرمی ژوور. لە پڕۆسەی کوڵاندنەوە بۆ ھەر یەک لە مس، زیو، و مسی سپی دەشێ بە ئارامی لە ھەوادا سارد بکرێنەوە یاخود دەشکری لە ڕێی کوینچ کردنەوە کتوپڕ سارد بکرێتەوە. بەڵام بۆ ئەو کانزایانەی کە تایبەتمەندی موگناتیسیان ھەیە (ferrous metal) تەنھا دەشێ بە ئارامی سارد بکرێنەوە. دوای بەجێ ھێنانی پڕۆسەی کوڵاندنەوە ماددە کانزاییەکە نەرم دەبێت و دەشێ زۆر بە ئاسانتر شێوەی پێ بدرێ.

کوێنچ کردن

ھێڵکاری ئاوێتەی ئاسن و کاربۆن

لە زانستی مادەدا کوینچ کردن (بە ئینگلیزی: quenching) بریتیە لە ساردکردنەوەی کتوپڕی ماددەیەکی گەرم لە ناو ئاو یا ڕۆندا. لەم پڕۆسەیەدا ماددەکە چەند تایبەتمەندیەکی نوێ وەردەگرێت. ئەم پڕۆسەیە بەشێکە لە چارەسەری گەرمی کە ماددەکە دەپارێزێ لە دروست بوونی نەخوازراوی ھەندێ پەیکەرەی مایکڕۆیی (microstructure). لە ڕێی ساردکردنەوەیەکی کتوپڕدا کات گرنگیەکی زۆری ھەیە بە جۆرێک کە ئەو ناوەندەی کە ماددەکەی تێدەھاوێژرێ بۆ ساردبوونەوە تایبەتمەندی جیاواز دەبەخشێ بە ماددەکە. یەکێک لەو تایبەتمەندیانە بریتیە لە بچوک بوونەوەی دەنکۆڵەکانی (Grain size) ناو ماددەی کانزایی و ماددەی پلاستیکی کە لە ئەنجامدا دەبێتە بەرز بوونەوەی ڕەقیەتی ماددەکە.

لە کانزاناسیدا، کوێنچ کردن بە گشتی بەکار دێت بۆ ئەوەی ڕەقیەتی ستیل بەرز کەنەوە بە ھۆی بەرز کردنەوەی فەیزی مارتێنسایت. لەم پڕۆسەیەدا ستیل پێویستە لە خاڵی یوتێکتۆید بە خێرایی سارد بکرێتەوە. لە ستیلێک کە ئاوێتە کرابێت بە نیکڵ و مەنگەنێز پلەی گەرمی یوتێکتۆید دادەبەزێت. ئەم ئاوێتە کردنەش دەبێتە ھۆی دابەزاندی خاڵی دەستپێکی مارتێنسایت و بەمشێوەیەش پڕۆسەکە ئاسانتر دەبێت.

ساردکردنەوەیەکی زۆر خێرا دەبێت پارێزگاری کردن لە دروست بوون گشت پەیکەرەی بەلوریەکان و لە ئەنجامدا کانزای شوشەیی بەرھەم دێت.

گەڕاندنەوە

گەڕاندنەوە یا تێمپەر کردن (بە ئینگلیزی: Tempering) چارەسەرێکی گەرمیە و بەکاردێت بۆ بەرزکردنەوەی قایمی داڕشتە ئاسنیەکان. بۆیە بەم پڕۆسەیە دەگوترێ گەڕاندنەوە چونکە زۆرجار دوای پڕۆسەی کوینچ کردن دێت بۆ ئەوەی بەشێک لە ڕەقیەتی ماددەکە دابەزێنرێت. لەم پڕۆسەیەدا، ماددەکە گەرم دەکرێ بۆ پلەی گەرمیەک کە نزمتر بێت لە خاڵی شلۆق، وە بۆ ماوەیەک دەھێڵدرێتەوە و پاشان لە ھەوادا سارد دەکرێتەوە. پلەی گەرمی ھەڵبژێردراو دیاری دەکات چ بڕێک لە ڕقیەتی مادە کەم ببێتەوە. ئەم پلەی گەرمی نزمترە لە پلەی گەرمی یوتێکتۆید و پێش ئەوەیە کە ماددەکە بچێتە ناو فەیزی ئەوستێنایت. ھەروەھا پێکھاتەی ماددەش یەکێکە لە فاکتەرە گرنگەکان. بۆ نمونە کەرەستە ڕەقەکەن لە پلەی گەرمی بەرز و سپرینگ لە پلەی گەرمی بەرز پڕۆسەی تێمپەر کردنی لەسەر جێبەجێ دەکرێت.

تێمپەر کردنی ڕەنگ

کاریگەری تێمپەر کردنی ڕەنگ لەم کانزایەدا

کاتێک ڕووی پۆڵا بە جوانی پۆڵیش (جەلایی) بکرێت و خاوێن بکرێتەوە، ژەنگی ئاسن دروست دەبێ کاتێک پلەی گەرمی بەرز دەکرێتەوە. ھەرچەند پلەی گەرمی بەرزتر بێتەوە ئەو چینە ئەستورتر دەبێت. لەگەڵ ئەوەی کە ژەنگی ئاسن ڕێ بە تێپەڕ بوونی ڕووناکی نادات، بەڵام ئەو چینە تەنکە بەشێک لە ڕوناکی پێدا تێدەپەڕێت. پاشان ڕووناکیەکە لە سەر و خواروی ئەم چینە دەدرێتەوە و بەیەکەوە دیاردەیەکی فیزیایی دروست دەکەن بە ناوی بەیەکداچوون (Interference) کە دەبێتە ھۆی دەرکەوتنی ڕەنگ لەسەر ماددەکە. بە ھۆی ئەستووربوونی ئەم چینە ژەنگە ڕەنگی جیاواز دروست دەبن. بە ھۆی بەرز بوونەوەی پلەی گەرمی ڕەنگەکان لە زەردی کاڵ دەگۆڕێ بۆ قاوەیی، پاشان بۆ مۆر، و پاشان بۆ ڕەنگی شین. ئەم ڕەنگانە لە پلەی گەرمی زۆر تەیبەت بەرھەم دێن بۆیە پێویستە بابای ئاسنگەر گەرمیپێوێک بەکار بێنێت کە زۆر ورد بێت. چەند پلەی گەرمیەک لە خوارەوە ئاماژەیەن پێ کراوە:

گەڕاندنەوە بۆ بەدەست ھێنانی چەند ڕەنگێکی جیاواز لە پلەی گەرمی تایبەت.

• زەرد: ١٧٦ پلەی سەدی
• ڕەنگی کایی ڕووناک: ٢٠٥ پلەی سەدی (بە کار دێت لە دڕێڵێ بەردشکاندن، مشاری ئاسن بڕین)
• ڕەنگی کایی تاریک: ٢٢٦ پلەی سەدی
• قاوەیی: ٢٦٠ پلەی سەدی (بە کاردێت لە چەکوش، سەرە دڕێڵ)
• مۆر (ئەرخەوانی): ٢٨٢ پلەی سەدی (بەکار دێت لە کەرەستەی نەشتەرگەری، موکێش)
• شینی تاریک: ٣١٠ پلەی سەدی (بەکار دێت لە جەڕنافیز و سوپانە)
• شینی کاڵ: ٣٣٧ پلەی سەدی (بە کاردێت لە سپرینگ و مشاری بڕینی دار)
• خۆڵەمێشی-شین: ٣٧١ پلەی سەدی

گەڕاندنەوەی جیا لە شمشێرێک. لێوارەکانی بەجۆرێ گەڕاندنەوەی بۆ کراوە کە ڕەقترە و ناوەڕاستەکەی لە شێوەی سپرینگی و نەرمە بۆ ئەوەی توانای نوشتانەوەی ھەبێ و زوو نەشکێ.