ما هو التصلب بالتشكيل في الفولاذ المقاوم للصدأ؟
التصلب بالتشكيل، ويسمى أيضًاتصلب الإجهاد، هي الزيادة في القوة والصلابة التي تحدث عندما يخضع الفولاذ المقاوم للصدأ لعملية التصلب.التشوه اللدنمثل الدرفلة على البارد، والثني، والختم، أو السحب العميق.
من منظور علم المعادن، ينتج التصلب بالتشكيل عن:
- زيادة كثافة الخلع
- حركة ذرية مقيدة
- مقاومة عالية لمزيد من التشوه
وتبرز هذه الظاهرة بشكل خاص فيالفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.
قياس تصلب العمل: تغييرات قابلة للقياس في الخصائص
ينتج عن التصلب الناتج عن العملزيادات قابلة للقياسفي الخواص الميكانيكية:
| ملكية | 304 مُلدّن | 304 مشكلة على البارد (≈30%) |
| قوة الخضوع | ~205 ميجا باسكال | 450–600 ميجا باسكال |
| قوة الشد | حوالي 515 ميجا باسكال | 750–900 ميجا باسكال |
| صلابة | حوالي 80 HRB | 95-105 HRB |
| استطالة | حوالي 45% | 20-25% |
➡أهم النقاط الرئيسية:يمكن أن تزداد القوة عن طريق100-200%، بينما قد تنخفض الليونة بنسبة40-60%.
الأسباب الرئيسية لتصلب العضلات الناتج عن العمل
① البنية البلورية (العامل الأكثر أهمية)
يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي بـمكعب مركزي الوجه (FCC)بنية تسمح بحركة انخلاع واسعة النطاق - مما يؤدي إلىمعدلات عالية من التصلب الوظيفي.
② تركيبة السبيكة
- النيكل (Ni):يعمل على تثبيت الأوستنيت، ويزيد من إمكانية التصلب بالتشكيل على البارد
- النيتروجين (N):يزيد من قوة الخضوع ويسرع من تصلب الإجهاد
③ درجة التشوه على البارد
إجهاد أعلى ← تصلب أسرع
- 10% تمارين باردة ← تقوية معتدلة
- 30-50% تشكيل على البارد ← زيادة حادة في مقاومة التشكيل
④ درجة حرارة المعالجة
تؤدي درجات الحرارة المنخفضة إلى زيادة التصلب الناتج عن العمل بسبب انخفاض حركة الذرات.
معدلات التصلب بالتشكيل حسب درجة الفولاذ المقاوم للصدأ
تُظهر الدرجات المختلفةسلوك تقوية العمل المختلف بشكل ملحوظ:
| درجة | معدل التصلب بالتشكيل | الاستخدام النموذجي |
| 301 | مرتفع جداً | النوابض والمشابك |
| 304 | عالي | التشكيل العام |
| 316L | عالي | التشكيل الحرج للتآكل |
| 305 | قليل | رسم عميق |
| 430 | قليل | ألواح زخرفية مسطحة |
➡خلاصة هندسية:يؤثر اختيار الدرجة بشكل مباشر على تآكل الأدوات وقوة التشكيل ومعدل الخردة.
تأثيرات التصلب الناتج عن العمل على التصنيع
الآثار الإيجابية
- زيادة قدرة تحمل الأحمال
- مقاومة محسّنة للتآكل
- يُمكّن من إنتاج مقاطع رقيقة عالية القوة
الآثار السلبية
- متطلبات قوة تشكيل أعلى (↑ 30–80%)
- انخفاض قابلية الانحناء وعمق السحب
- زيادة خطر تشقق الحواف
- تسارع تآكل الأدوات واستهلاك الطاقة
أمثلة صناعية
- الفولاذ المقاوم للصدأ 301يمكن الوصولقوة شد تزيد عن 1400 ميجا باسكالالعمل الشاق البارد
- صفائح من الفولاذ المقاوم للصدأ 304يتطلب الأمر عملية تلدين وسيطة بعد عملية السحب العميق
- شرائح مدرفلة على الباردتُظهر مقاومة خضوع أعلى بمقدار 2-3 مرات من نظيراتها المدرفلة على الساخن
إدارة ومراقبة تصلب العمل
● التلدين المتوسط
يعيد الليونة عن طريق إعادة التبلور وتخفيف الإجهاد.
● تصميم تشكيل مُحسَّن
- نصف قطر انحناء أكبر
- التشكيل متعدد المراحل بدلاً من التشوه الثقيل الأحادي
● اختيار الدرجة المناسبة
- يستخدم305للرسم العميق
- يستخدم301حيثما تكون القوة مطلوبة
- يستخدم430للألواح الزخرفية منخفضة التصلب
التصليد بالتشكيل مقابل المعالجة الحرارية
| عامل | تقوية العضلات | المعالجة الحرارية |
| زيادة القوة | نعم | نعم |
| الليونة | انخفاض | يمكن أن يزيد |
| دقة التحكم | يعتمد على العملية | عالي |
| الاستخدام النموذجي | التشكيل على البارد | استرداد الممتلكات |
خاتمة
التصلب بالتشكيل في الفولاذ المقاوم للصدأهي ظاهرة يمكن التنبؤ بها وقياسها، وتؤثر بشكل كبير على الأداء الميكانيكي أثناء التشكيل على البارد. فبينما تُتيح هذه الظاهرة قوة وكفاءة هيكلية أعلى، إلا أن التصلب غير المنضبط أثناء التشكيل يزيد من صعوبة التشكيل وتكلفة الإنتاج. إن فهم أسبابها وآثارها وسلوكها القائم على البيانات يمكّن المصنّعين منتحسين اختيار الدرجة، واستراتيجية المعالجة، وأداء المنتج النهائي.
تاريخ النشر: 4 يناير 2026
