التصلب بالتبريد

التصليد بالتبريد العميق هو عملية معالجة بالتبريد العميق حيث يتم تبريد المادة إلى حوالي -185 درجة مئوية (-301 درجة فهرنهايت) ، عادةً باستخدام النيتروجين السائل . يمكن أن يكون له تأثير كبير على الخواص الميكانيكية لبعض أنواع الفولاذ ، شريطة أن يكون تركيبها ومعالجتها الحرارية السابقة مناسبة بحيث تحتفظ ببعض الأوستنيت في درجة حرارة الغرفة. صُممت هذه العملية لزيادة كمية المارتنسيت في البنية البلورية للفولاذ، مما يزيد من قوته وصلابته ، أحيانًا على حساب المتانة . تُستخدم هذه المعالجة حاليًا على فولاذ الأدوات، والفولاذ عالي الكربون، والفولاذ عالي الكروم، وفي بعض الحالات على الكربيد الملبد [ ^{1 ] للحصول} على مقاومة ممتازة للتآكل. تُظهر الأبحاث الحديثة أن هناك ترسبًا لكربيدات دقيقة (كربيدات إيتا) في المادة الأساسية أثناء هذه المعالجة، مما يمنح الفولاذ مقاومة عالية جدًا للتآكل. ^{[ 2 ]}  

يتم التحول من الأوستنيت إلى المارتنسيت في الغالب عن طريق التبريد السريع ، ولكن بشكل عام، يكتمل هذا التحول تدريجيًا مع انخفاض درجة الحرارة. في أنواع الفولاذ عالية السبائك، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ، قد يتطلب بدء التحول درجات حرارة أقل بكثير من درجة حرارة الغرفة. في أغلب الأحيان، يحدث تحول غير مكتمل في التبريد الأولي، لذا فإن المعالجات المبردة تعزز فقط تأثيرات التبريد السابق. ومع ذلك، ولأن المارتنسيت طور غير متوازن على مخطط طور الحديد-كربيد الحديد ، لم يثبت أن تسخين القطعة بعد المعالجة المبردة يؤدي إلى إعادة تحول المارتنسيت المُستحث إلى أوستنيت أو إلى الفريت والسمنتيت، مما يلغي تأثير التصليد.

إن التحول بين هذه المراحل فوري ولا يعتمد على الانتشار ، كما أن هذه المعالجة تسبب تصلبًا أكثر اكتمالًا بدلاً من تخفيف الصلابة الشديدة، وكلاهما يجعل مصطلح "التبريد العميق" غير صحيح من الناحية الفنية.

لا يشترط أن يكون التصليد ناتجًا عن التحول المارتنسيتي، بل يمكن تحقيقه أيضًا بالتشكيل على البارد في درجات حرارة منخفضة جدًا. غالبًا ما تختلف العيوب الناتجة عن التشوه اللدن في هذه الدرجات المنخفضة اختلافًا كبيرًا عن الانخلاعات التي تتشكل عادةً في درجة حرارة الغرفة، وتُحدث تغييرات في المادة تُشبه إلى حد ما تأثيرات التصليد بالصدمة . مع أن هذه العملية أكثر فعالية من التشكيل التقليدي على البارد، إلا أنها تُستخدم أساسًا كمنصة اختبار نظرية لعمليات أكثر اقتصادية مثل التشكيل الانفجاري .

خضعت العديد من السبائك التي لا تخضع للتحول المارتنسيتي لنفس المعالجات التي تخضع لها الفولاذ، أي التبريد دون أي إجراءات للتشكيل على البارد. وإذا لوحظت أي فائدة من هذه العملية، فإن أحد التفسيرات المحتملة هو أن التمدد الحراري يُسبب تشوهًا طفيفًا ولكنه دائم في المادة.

• التشكيل البارد المبرد ممكن مع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي حيث يتم الحفاظ على الليونة عند درجات الحرارة المنخفضة للغاية
• المعالجة بالتبريد