فرن المعالجة الحرارية

أفران المعالجة الحرارية هي أفران تُستخدم لتغيير الخصائص الفيزيائية وأحياناً الكيميائية للمعادن وأحياناً للمواد الأخرى. تعمل هذه الأفران على تغيير البنية المجهرية للمادة عن طريق تسخينها عند درجة حرارة معيّنة لمدة محدّدة ثم تبريدها بشكل متحكّم به.

أهم أغراض استخدام أفران المعالجة الحرارية هي:

1. التصليد: يُستخدم لزيادة صلابة المادة ومتانتها. تُسخّن المادة حتى درجة حرارة معيّنة ثم تُبرّد بسرعة.

2. التلدين: يُستخدم لتقليل صلابة المادة، وخاصةً لإزالة الإجهادات الداخلية الناتجة عن التشغيل على البارد وزيادة قابلية المادة للتشغيل.

3. التطبيع: يُستخدم لتحسين بنية حبيبات المادة والحصول على بنية متجانسة.

4. المعالجة بالمحلول والتعتيق: يُستخدم خصوصاً في الألمنيوم وبعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ. تُسخّن المادة حتى درجة حرارة المعالجة بالمحلول ثم تُبرّد بسرعة. وبعد ذلك، تُزاد صلابة المادة ومتانتها عبر عملية التعتيق.

5. الكربنة والنترجة: هما عمليتا تصليد سطحي. تُزاد صلابة السطح بإضافة الكربون أو النيتروجين إلى سطح المادة.

عادةً ما تكون أفران المعالجة الحرارية مجهّزة بمواد عزل خاصة قادرة على العمل عند درجات حرارة عالية، وأنظمة للتحكم في درجة الحرارة، ومراوح تؤمّن دوران الهواء أو الغازات الأخرى. وتضمن الأفران إبقاء المادة عند درجة حرارة معيّنة وفقاً لعملية المعالجة الحرارية.

تعمل المعالجة الحرارية على تحسين الخصائص الميكانيكية للمادة، وبنية حبيباتها، وصلابتها، وسائر خصائصها الفيزيائية. وهذا يجعل المادة أكثر ملاءمة لتطبيق معيّن.