الكربنة، تعتبر من أقدم الطرق لإنتاج سطح مقسي من الصلب الذي يحتوى على كربون قليل.
وصف عملية الكربنة
في عملية الكربنة يتم تسخين الصلب الذي يحتوي على نسبة قليلة من الكربون غالبآ أقل من 0.25% كربون إلى درجة الاحمرار. ويكون في نفس الوقت ملامس لبعض المواد الكربونية والتي تكون إما في صورة صبة أو سائلة أو غازية. وفي درجة حرارة معينة يتحد الصلب مع نسبة من الكربون، ويخترق الكربون سطح المعدن ليكون مزيج متجمد مع الحديد ويتكون سطح غني بالكربون، وباستمرار العملية ينفذ الكربون إلى داخل الجزء الجار كربنته، ويعتمد عمق السطح المقسي على طول الفترة الزمنية والحرارة المستعملة.
تعد الكربنة من أحد أقدم أساليب إصلاد سطح الفولاذ وأقلها كلفة. تستند المعاملة على قابلية الكربون عللا الانتشار والنفاذ إلى الفولاذ في طول الاستنايت، أي لدى تسخينه إلى ما فوق درجة (A3) . وتتم المعاملة بإحاطة الفولاذ بمواد كربونية مناسبة ومن ثم تسخينة إلى منطقة الاوستنايت لفترة زمنية كافية لتكوين طبقة مشبعة بالكربون على سطح الفولاذ وبسمك كافٍ. بالإمكان احتسـاب السمـك أو العمـق الذي سوف ينفذ إليه الكربون بواسطة المعادلة التالية:
X = 2 √ Dt
حيث أن:
X = السمك أو العمق (سم) .
D = معاملة الانتشار (سم2 / ثانية) .
T = الفترة الزمنية للانتشار (ثانيـة) .
بالإمكـان كتـابـة المعـادلـة أعـلاه كمـا يلـى:
العمق أو السمك = k/t (في درجة حرارة ثابتة) .
حـيث: D = k2
تعطى المعادلة الأخيرة الفترة الزمنية الضرورية للحصول على عمق أو سمك معين.
المراجع
areq.net
التصانيف
حديد وصلب المعالجات الحرارية للمعادن العلوم التطبيقية العلوم البحتة علم المواد