تُعرف عملية تلدين الأنابيب الفولاذية ذات اللحامات المستقيمة بتسخين الأنبوب إلى درجة حرارة معينة، ثم تثبيته عند هذه الدرجة، ثم تبريده تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة. وتشمل هذه العملية التلدين، والتلدين الكروي، والتلدين لتخفيف الإجهاد.
١. تُسمى عملية تسخين أنبوب فولاذي إلى درجة حرارة محددة مسبقًا، ثم تثبيته عند هذه الدرجة لفترة، ثم تبريده ببطء داخل الفرن، بالتلدين. والهدف من هذه العملية هو تقليل صلابة الفولاذ وإزالة عدم انتظام بنيته والإجهاد الداخلي فيه.
٢. سخّن الأنبوب الفولاذي إلى ٧٥٠ درجة مئوية، واتركه عند هذه الدرجة لفترة، ثم برّده ببطء إلى ٥٠٠ درجة مئوية، ثم برّده في الهواء، وهي عملية تُعرف بالتلدين الكروي. الهدف من هذه العملية هو تقليل صلابة الفولاذ وتحسين أدائه في القطع. تُستخدم هذه العملية بشكل أساسي مع الفولاذ عالي الكربون.
3. تُعرف عملية تلدين أنابيب الصلب لتخفيف الإجهاد أيضًا باسم التلدين منخفض الحرارة. يُسخّن الصلب إلى درجة حرارة تتراوح بين 500 و600 درجة مئوية، ويُحافظ على هذه الدرجة لفترة، ثم يُبرّد ببطء إلى أقل من 300 درجة مئوية داخل الفرن، ثم يُبرّد في درجة حرارة الغرفة. لا يتغير تركيب الصلب خلال عملية التلدين، ويتم التخلص من الإجهاد الداخلي للمعدن بشكل أساسي.
٤. التطبيع: هي عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين أنبوب فولاذي إلى درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة الحرجة بمقدار ٣٠-٥٠ درجة مئوية، ثم تثبيتها عند هذه الدرجة لفترة مناسبة، ثم تبريدها في هواء ساكن. الهدف الرئيسي من التطبيع هو تحسين بنية الفولاذ وخصائصه، والوصول إلى بنية قريبة من حالة التوازن. الفرق الرئيسي بين التطبيع والتلدين هو أن معدل التبريد في التطبيع أسرع قليلاً، مما يجعل دورة إنتاج المعالجة الحرارية بالتطبيع أقصر. لذلك، عندما يكون كل من التلدين والتطبيع كافيين لتلبية متطلبات أداء الأجزاء، يُنصح باستخدام التطبيع قدر الإمكان.
٥. للتبريد السريع، يُسخّن أنبوب الصلب إلى درجة حرارة معينة أعلى من النقطة الحرجة (تتراوح درجة حرارة التبريد السريع للصلب رقم ٤٥ بين ٨٤٠ و٨٦٠ درجة مئوية، بينما تتراوح درجة حرارة التبريد السريع لصلب أدوات الكربون بين ٧٦٠ و٧٨٠ درجة مئوية)، ثم يُغمر في الماء بسرعة مناسبة. تُسمى عملية المعالجة الحرارية بالتبريد في الزيت للحصول على بنية المارتنسيت أو البينيت بالتبريد السريع. ويكمن الفرق الرئيسي بين عملية التبريد السريع والتلدين والتطبيع في سرعة التبريد، والهدف هو الحصول على بنية المارتنسيت. بنية المارتنسيت هي بنية غير متوازنة تُحصل عليها بعد تبريد الصلب السريع. تتميز بصلابة عالية، ولكن لدونتها ومتانتها ضعيفة. تزداد صلابة المارتنسيت مع زيادة محتوى الكربون في الصلب.
٦. بعد تقوية أنبوب الفولاذ المُقسّى، يُسخّن إلى درجة حرارة معينة أقل من درجة الحرارة الحرجة، ويُترك عند هذه الدرجة لفترة محددة، ثم يُبرّد إلى درجة حرارة الغرفة. تُسمى هذه العملية بالمعالجة الحرارية. عمومًا، لا يمكن استخدام أجزاء الفولاذ المُقسّى مباشرةً، وإنما بعد معالجتها حراريًا. نظرًا لصلابة الفولاذ المُقسّى العالية وهشاشته، غالبًا ما يحدث كسر هش عند استخدامه مباشرةً. تُساعد المعالجة الحرارية على إزالة أو تقليل الإجهاد الداخلي، والحد من الهشاشة، وتحسين المتانة؛ كما تُتيح تعديل الخواص الميكانيكية للفولاذ المُقسّى لتحقيق الأداء الأمثل. تُصنّف المعالجة الحرارية، وفقًا لدرجات حرارة التقسية المختلفة، إلى معالجة حرارية منخفضة الحرارة، ومعالجة حرارية متوسطة الحرارة، ومعالجة حرارية عالية الحرارة.
1) التصليد بدرجة حرارة منخفضة 150-250؛ تقليل الإجهاد الداخلي والهشاشة والحفاظ على صلابة عالية ومقاومة للتآكل بعد التبريد السريع.
2) التصليد بدرجة حرارة متوسطة 350-500؛ تحسين المرونة والقوة.
3) التلدين بدرجة حرارة عالية (500-650 درجة مئوية): يُطلق على تلدين أجزاء الفولاذ المُقسّى عند درجة حرارة أعلى من 500 درجة مئوية اسم التلدين بدرجة حرارة عالية. بعد التبريد السريع عند درجات حرارة عالية، تتمتع أجزاء الفولاذ المُقسّى بخصائص ميكانيكية شاملة (من حيث القوة والصلابة واللدونة والمتانة). لذلك، غالبًا ما يخضع الفولاذ متوسط الكربون وسبائك الفولاذ متوسطة الكربون لمعالجة التلدين بدرجة حرارة عالية بعد التبريد السريع. وتُستخدم أجزاء الأعمدة في العديد من التطبيقات. يُطلق على عملية التبريد السريع متبوعةً بالتلدين بدرجة حرارة عالية اسم معالجة التبريد السريع والتلدين.
تاريخ النشر: 8 ديسمبر 2023