تفاوت گرم شدن بیش ‌از حد و سوختن فلز

به‌کارگیری یک ماده‌ی فلزی برای تولید یک محصول یا سازه‌ی جدید، دارای مزایای بسیاری است. از جمله‌ی این مزایا مقاومت بالا، چکش‌خواری، سفتی، توانایی مقاومت در برابر محیط‌های مختلف و موارد بسیار دیگر هستند. از مهم‌ترین مزایای فلزات، توانایی مقاومت آن‌ها در برابر حرارت می‌باشد. با این حال، تمامی فلزات را می‌توان تا حد تخریب کامل، حرارت داد. گرم‌شدن بیش از حد و سوختن، از معمول‌ترین آسیب‌های حرارتی روی فلزات می‌باشد. در ادامه در مورد تفاوت گرم شدن بیش ‌از حد و سوختن فلز صحبت خواهیم کرد.

گرم شدن بیش از حد چیست؟

به منظور درک تفاوت گرم شدن بیش ‌از حد و سوختن فلز، ابتدا باید مفهوم هر یک را بدانیم، که در ادامه‌ به آن می‌پردازیم.

گرم‌شدن بیش از حد فلز، زمانی رُخ می‌دهد که دمای بالا به خاصیت‌های فلز آسیب می‌زند. شاید نگران‌کننده‌ترین موضوع در مورد گرم‌شدن بیش از حد، تأثیر آن بر خواص مکانیکی فلز باشد. تغییر خصوصیات مکانیکی فلز بر اثر گرم‌شدن بیش از حد، می‌تواند باعث آسیب به اموال، انسان‌ها و نهایتاً مرگ شود.

نوع تغییر حاصله، بستگی به نوع فلز تحت حرارت دارد. فولاد سخت شده‌ای که در معرض حرارت‌دهی بیش از حد قرار می‌گیرد، مقاومت و سختی آن تا حد زیادی از دست می‌رود. دلیل این امر، تغییراتی است که بر اثر گرم‌شدن بیش از حد در ریزساختار فولاد پدید می‌آید.

تغییر خصوصیات فلز به وسیله گرم شدن بیش از حد

حرارت زیاد می‌تواند خصوصیات فلزات را تغییر دهد. ظاهر فلز، یکی دیگر از این موارد است که می‌تواند به‌شدت تحت تأثیر منفی این فرآیند قرار بگیرد. خصوصیات الکتریکی فلز هم معمولاً بر اثر گرمای زیاد، تغییر می‌کنند اما با بازگشت فلز به دماهای معمول، این خصوصیات نیز به حالت عادی برمی‌گردند. ابعاد فلز نیز می‌تواند تحت تاثیر حرارت زیاد، تغییر کند.

با انجام عملیات حرارتی به صورت مرحله‌ای، می‌توان بسیاری از اثرات گرم‌شدن بیش از حد را کاهش داده یا به طور کامل از بین برد. برای مثال، می‌توان با اعمال حرارت اضافی، استحکام از دست رفته‌ی آلیاژ آلومینیوم سخت‌شده را به آن برگرداند (این عملیات حرارتی باعث برگشتن اندازه‌‌ی رسوبات به حالت قبلی و مسدودکردن جابه‌جایی‌ها می‌شود).

می‌توان با انجام‌ روش‌های گرمادهی و سردسازی مناسب، استحکام از دست رفته‌ی فولاد سخت‌شده‌‌ی حرارت‌دیده را بازیابی کرد.

سوختن فلز چیست؟

زمانی که فلز بیش از اندازه حرارت ببیند و دیگر قابل ترمیم نباشد، سوختگی رُخ می‌دهد. در حالی که بسیاری از اثرات منفی حاصل از حرارت زیاد، به طور کامل یا تا حدودی قابل بازگشت هستند، اما اثرات سوختگی، بسیار ماندگار هستند.

دو فرآیند تجزیه‌کننده‌ی معمول، طی سوختگی اتفاق می‌افتد:

• خوردگی بین دانه‌ای: خوردگی بین‌دانه‌ای گونه‌ای از خوردگی است که در آن مرز دانه‌های فلز بیشتر از قسمت‌های داخلی آن دچار خوردگی می‌شوند. این موضوع، عمدتاً زمانی اتفاق می‌افتد که اکسیژن، به جای اتصال به عناصر مهارکننده‌ی خوردگی، به عناصر آماده‌ی خوردگی متصل می‌شود. (برای مثال، زمانی که فولاد ضد زنگ دچار سوختگی می‌شود، کروم موجود در آن تخلیه می‌شود. نتیجه‌ی سوختگی، تولید اُکسید آهن به جای اُکسید کروم و تخریب فولاد ضد زنگ است.)

• ذوب ابتدایی: ذوب ابتدایی زمانی رُخ می‌دهد که برخی (نه همه‌ی) عناصر آلیاژی در مرز دانه‌ای آلیاژ فلز، ذوب می‌شوند. این موضوع می‌تواند منجر به ایجاد تخلخل و سایر موارد ناپیوستگی شود که قابلیت بازیابی را از طریق عملیات حرارتی بیشتر ندارند.

گرم شدن بیش از حد باعث تغییر رنگ در بسیای از فلزات می‌شود. به علاوه این موضوع می‌تواند باعث آسیب یا تخریب کامل پوشش فلزات نیز بشود. این در حالی است که اگر فلز بیش از اندازه حرارت ببیند، سوختگی رخ می‌دهد و این سوختی‌ها ماندگار هستند.

 نتیجه‌گیری نهایی

در این مطلب در مورد تفاوت گرم شدن بیش از حد و سوختن فلز صحبت شد. همان طور که اشاره شد، سوختگی فلز با گرم شدن بیش از حد، تفاوت های عمده‌ای دارد. حرارت بیش از اندازه، شکل ظاهری، و همچنین خصوصیات الکترونیکی فلز را تحت تاثیر قرار می‌دهد. در حالی که سوختن فلز، فرآیندی است که ماندگار است و به نوعی باعث نابودی کامل سازه‌ها و اجزای فلزی می‌شود.