טיפול תרמי ובדיקת קשיות – מבחן מתכת רת״א

מה זה טיפול תרמי

חימום וקירור מבוקרים של מתכת במצב מוצק, כדי לשנות את התכונות שלה – קשיות, חוזק, משיכות. הגורמים: טמפרטורה, זמן החזקה (Soaking), וקצב הקירור.

טיפול תרמי בפלדה

תהליך	מה עושים	תוצאה
הקשיה (Hardening)	מחממים מעל הטמפרטורה הקריטית ומקררים מהר (Quench) במים, שמן או מלח	קשה מאוד, אבל פריכה
הרפיה / חיסום (Tempering)	אחרי הקשיה – חימום חוזר לטמפרטורה נמוכה יותר, וקירור	מקטינה פריכות ומאמצים פנימיים, מורידה מעט קשיות, מוסיפה מקשיחות
חישול / רכוך (Annealing)	חימום וקירור איטי מאוד – בתנור	רכה ככל האפשר, משיכה, קלה לעיבוד. מסירה מאמצים
נרמול (Normalizing)	חימום וקירור באוויר שקט	מסיר מאמצים מריתוך, עיבוד וחישול; גרגרים אחידים. חזק יותר מחישול

הקשחת פני שטח (Case hardening)

שכבה חיצונית קשה, וליבה רכה ומקשיחה – לחלקים שצריכים עמידות בשחיקה ובמכות.

שיטה	איך
קרבורציה (Carburizing)	מוסיפים פחמן לפני השטח בחימום, ואחר כך מקשים
ניטרור (Nitriding)	מחממים באווירת אמוניה – חנקן חודר. בלי קירור מהיר – לכן אין עיוות. גלי ארכובה, חביות צילינדרים
ציאנוד (Cyaniding)	באמבט מלחי ציאניד
הקשיית להבה / השראה	חימום מקומי מהיר וקירור

טיפול תרמי באלומיניום

טיפול תמיסה (Solution heat treatment)

מחממים לטמפרטורה מדויקת (לרוב כ-490–500°C ל-2024, לפי המפרט) – יסודות הסגסוג (נחושת) מתמוססים באלומיניום.
מחזיקים לזמן שנקבע.
מקררים מהר מאוד – בדרך כלל במים. עיכוב של שניות בין התנור למים מוריד את העמידות לקורוזיה (קורוזיה בין-גרגרית).

הזדקנות (Aging / Precipitation hardening)

אחרי טיפול התמיסה, החומר מתקשה בהדרגה כשהיסודות שוקעים בתוך הגבישים:

הזדקנות טבעית: בטמפרטורת החדר – כמה ימים (2024).
הזדקנות מלאכותית: בחימום מתון (7075, 6061).

מסמרות ״קרח״ (Icebox rivets)

מסמרות 2017 (D) ו-2024 (DD) מתקשות מהר אחרי טיפול תמיסה. לכן:

מבצעים טיפול תמיסה.
שומרים אותן בקירור עמוק (מתחת לאפס) – הקור מעכב את ההזדקנות.
מוציאים ומתקינים מהר – לפני שהן מתקשות. 2024 צריכה להיות מותקנת תוך כ-10–20 דקות מההוצאה מהקירור, לפי המפרט.

חישול אלומיניום

מרכך לעיבוד (כיפוף מורכב). אחר כך אפשר לבצע טיפול תמיסה מחדש.

טיפול חוזר

אפשר לבצע טיפול תמיסה חוזר לחומר מצופה (Alclad) מספר מוגבל של פעמים – כי הנחושת מהליבה מתפזרת לשכבת הציפוי ומקטינה את העמידות שלה.

טיפול תרמי בטיטניום ובמגנזיום

טיטניום: חישול, הפגת מאמצים, טיפול תמיסה והזדקנות – באווירה אינרטית או בוואקום (טיטניום ספוג גזים בחום).
מגנזיום: טיפול תמיסה והזדקנות – בתנור עם אווירה מגינה (מונע בעירה).

בדיקת קשיות

שיטה	עיקרון	שימוש
רוקוול (Rockwell)	עומק החדירה של יהלום חרוטי או כדור תחת עומס. קריאה ישירה בסקאלות (C לפלדה קשה, B למתכות רכות)	הנפוצה ביותר
ברינל (Brinell)	קוטר השקע שכדור פלדה בקוטר 10 מ״מ משאיר בעומס ידוע	מתכות רכות ויציקות
ויקרס (Vickers)	גודל שקע של פירמידת יהלום	דיוק, חומרים דקים
בודק אלומיניום נייד (Barcol / Webster)	חודר ידני	בדיקה מהירה בשטח – ובמרוכבים (ריפוי שרף)

נקודות למבחן

הקשיה – קירור מהיר; קשה ופריך.
חיסום אחרי הקשיה – מוריד פריכות.
חישול – קירור איטי בתנור; הרך ביותר.
נרמול – קירור באוויר; מסיר מאמצי ריתוך.
ניטרור – אמוניה, בלי קירור מהיר.
אלומיניום: טיפול תמיסה + קירור מהיר + הזדקנות.
מסמרות D ו-DD – בקירור, להתקין מהר.
רוקוול – עומק; ברינל – קוטר.