هشاشة المراجعة: فخ 375–575 °C في صلب Cr-Mo

الظاهرة

هشاشة المراجعة فقدان لمتانة الصدم يتطور عندما تُثبَّت أنواع معينة من الصلب السبائكي في نطاق 375–575 °C تقريبًا، أو تُبرَّد ببطء عبره. وبالكاد تتغير خواص الشد والصلادة للصلب — فيمكن أن يجتاز جزء كل اختبار روتيني ويظل هشًا عند درجة حرارة الغرفة، مع انزياح درجة حرارة الانتقال من اللدن إلى الهش بشكل حاد إلى الأعلى. وهي معروفة أكثر في صلب الكروم و Cr-Mo، بما في ذلك عائلات 2.25Cr-1Mo و Cr-Mo-V المستخدمة لأوعية الضغط والدوارات والمسامير الثقيلة.

الآلية: الشوائب عند حدود الحبيبات

لا تسبب عناصر السبك الرئيسية نفسها الهشاشة. فالشوائب النزرة — أساسًا الفوسفور والقصدير والأنتيمون والزرنيخ — تنعزل إلى حدود حبيبات الأوستنيت السابقة أثناء بقاء الصلب في النطاق الحرج، فتضعف الحدود بحيث يسير الكسر بين الحبيبات. ويعزز المنغنيز والكروم الانعزال؛ ويبطئه الموليبدينوم بكميات معتدلة، وهو أحد أسباب ظهور Mo في كثير من درجات أوعية الضغط.

تتبع خاصيتان من الآلية:

• إنها قابلة للعكس. فإعادة التسخين فوق النطاق (والتبريد بسرعة معقولة) تعيد إذابة الانعزال وتستعيد المتانة — ومن هنا «هشاشة المراجعة القابلة للعكس»، المتميزة عن الهشاشة أحادية الاتجاه للمارتنسيت المراجَع عند درجات حرارة أدنى.
• إنها تعتمد على الزمن. فالمرور القصير عبر النطاق يسبب ضررًا قليلاً؛ والتثبيت الطويل والتبريد البطيء في الفرن للمقاطع الثقيلة وسنوات الخدمة داخل النطاق تراكم الضرر.

كيف تحاربها المواصفات

لأن السبب كيميائي، يُكتب الدفاع في متطلبات الشراء:

• حدود الشوائب — يضبط المصفّون P, Sn, Sb و As إلى مستويات منخفضة، ويحدد مشترو المشكَّلات الحرجة معلمات هشاشة مجمعة (تصيغ صيغ عامل J وشريط X المستخدمة على نطاق واسع هذه العناصر معًا) في أمر الشراء.
• ممارسة المراجعة — المراجعة فوق النطاق حيث أمكن وتجنب التبريد البطيء عبره في المقاطع الثقيلة؛ وتُستخدم دورات اختبار التبريد المتدرج لتأهيل المادة للأوعية التي ستعيش في النطاق.
• القبول باختبار الصدم — متطلبات درجة حرارة انتقال شاربي، أحيانًا بعد دورة إهشاش محاكاة، تتحقق من المتانة الفعلية بدلاً من افتراضها.

قراءة عملية

إذا أمضى مكون Cr-Mo خدمة طويلة عند 400–550 °C ويجب تقييمه، فإن الصلادة وحدها لا تقول شيئًا عن متانته. وعلى العكس، فإن مشكَّلة جديدة تلبي حدود شوائب ضيقة وتُراجَع بشكل صحيح ليست «في خطر» لمجرد أن درجة حرارة مراجعتها اختيرت قرب النطاق — فالظاهرة تحتاج الشوائب ودرجة الحرارة والزمن معًا.

كيف تُكتشف

لأن الصلادة وقوة الشد تبقيان طبيعيتين، تُكتشف هشاشة المراجعة بـ اختبار صدم شاربي — تحديدًا بانزياح درجة حرارة الانتقال من اللدن إلى الهش مقارنة بالحالة غير المهششة. ويمكن أن تضلل المتانة المقاسة عند درجة حرارة واحدة؛ فمنحنى الانتقال هو الدليل. وحيث يكون تاريخ مكون مشتبهًا فيه، تُختبر عينات منقورة من الجزء أو امتدادات للمشكَّلة الأصلية، أحيانًا بعد إعادة تسخين لإزالة الإهشاش لتأكيد التشخيص: إذا عادت المتانة بعد إعادة التسخين والتبريد السريع، كانت هشاشة المراجعة — لا ضرر دائم مثل الزحف أو هجوم الهيدروجين — هي السبب.