خمسة أنواع من طرق التلدين في الأنابيب الفولاذية

1. مُعالَج حرارياً بالكامل
العملية: تسخين الفولاذ إلى 20-30 درجة مئوية فوق Ac3، وتبريده ببطء (مع الفرن) بعد الاحتفاظ به لبعض الوقت للحصول على عملية معالجة حرارية (أوستنة كاملة) قريبة من بنية التوازن.
تُستخدم عملية التلدين الكامل بشكل أساسي للفولاذ فوق اليوتكتويدي (نسبة الماء في الكربون من 0.3 إلى 0.6%)، وخاصةً الفولاذ متوسط ​​الكربون، وسبائك الفولاذ منخفضة ومتوسطة الكربون، في المسبوكات والمطروقات والمقاطع المدرفلة على الساخن، وأحيانًا في أجزائها الملحومة. تنخفض صلابة الفولاذ منخفض الكربون بعد التلدين الكامل، مما يُعيق عملية القطع. عند تسخين الفولاذ فوق اليوتكتويدي إلى حالة الأوستنيت فوق درجة حرارة التحول الميكانيكي (Accm) ثم تبريده وتلدينه ببطء، يترسب Fe3C₂ على طول حدود الحبيبات على شكل شبكة، مما يزيد من قوة الفولاذ وصلابته وليونته. في المقابل، تنخفض المتانة بشكل ملحوظ، مما يُشكل خطرًا على المعالجة الحرارية النهائية.
الهدف: تحسين بنية الحبيبات، وتوحيد التركيب، وإزالة الإجهاد الداخلي، وتقليل الصلابة، وتحسين قابلية تشغيل الفولاذ. يكون تركيب الفولاذ فوق اليوتكتويدي بعد التلدين الكامل من النوع F+P.

2. التلدين متساوي الحرارة
تستغرق عملية التلدين وقتًا طويلاً، خاصةً بالنسبة لسبائك الفولاذ التي تتميز بثباتها النسبي في عملية الأوستنة تحت التبريد. إذا تم تبريد الفولاذ الأوستنيتي بسرعة إلى درجة حرارة أقل بقليل من درجة حرارة التحول المتساوي الحرارة Ar1، يتحول الأوستنيت (A) إلى الفوسفور (P)، ثم يُبرد بالهواء إلى درجة حرارة الغرفة، مما يُقلل وقت التلدين بشكل كبير. تُسمى هذه الطريقة بالتلدين المتساوي الحرارة.
العملية: يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة أعلى من Ac3 (أو Ac1). بعد تثبيته لفترة مناسبة، يتم تبريده بسرعة إلى درجة حرارة معينة في منطقة البيرلايت، مع الحفاظ على درجة حرارة ثابتة لتحويل الأوستنيت إلى بيرلايت، ثم يتم تبريده بالهواء إلى درجة حرارة الغرفة. هذه هي عملية المعالجة الحرارية.
الغرض: كما هو الحال في عملية التلدين الكاملة، فإن عملية التحويل أسهل في التحكم.
مناسب للفولاذ المستقر نسبيًا: الفولاذ عالي الكربون، وفولاذ الأدوات السبائكي، والفولاذ عالي السبائك. كما أن التلدين متساوي الحرارة يُسهم في الحصول على بنية وخصائص متجانسة. إلا أنه غير مناسب لقطع الفولاذ ذات المقاطع الكبيرة أو كميات كبيرة من المواد، لأن التلدين متساوي الحرارة لا يُسهل وصول الجزء الداخلي من قطعة العمل أو مجموعة قطع العمل إلى درجة حرارة متساوية.

3. التلدين غير الكامل
العملية: يتم تسخين الفولاذ إلى Ac1~Ac3 (فولاذ فوق اليوتكتويد) أو Ac1~Accm (فولاذ فوق اليوتكتويد) ثم يتم تبريده ببطء للحصول على عملية معالجة حرارية قريبة من بنية التوازن.
تُستخدم هذه العملية بشكل أساسي في معالجة الفولاذ فوق اليوتكتويدي للحصول على بنية بيرلايت كروية، مما يُزيل الإجهاد الداخلي، ويُقلل الصلابة، ويُحسّن قابلية التشغيل. وتُعدّ عملية التلدين الكروي نوعًا من أنواع التلدين غير الكامل.

4. التلدين الكروي
عملية معالجة حرارية لكربيدات كروية الشكل في الفولاذ للحصول على بيرلايت حبيبي.
العملية: يُسخّن المنتج إلى درجة حرارة أعلى من Ac1 بمقدار 20-30 درجة مئوية، ويجب ألا تطول مدة التسخين، عادةً من ساعتين إلى أربع ساعات. أما طريقة التبريد، فتكون عادةً بالتبريد داخل الفرن، أو بالتسخين لفترة طويلة عند درجة حرارة أقل من Ar1 بحوالي 20 درجة مئوية.
يُستخدم هذا النوع من الفولاذ بشكل أساسي في صناعة الفولاذ اليوتكتويدي والفولاذ فوق اليوتكتويدي، مثل فولاذ أدوات الكربون، وفولاذ أدوات السبائك، وفولاذ المحامل، وغيرها. بعد الدرفلة والتشكيل، تتكون بنية الفولاذ فوق اليوتكتويدي المبرد بالهواء من البيرلايت الصفائحي والسمنتيت الشبكي. تتميز هذه البنية بصلابتها وهشاشتها، مما يجعل قطعها صعبًا، كما أنها عرضة للتشوه والتشقق أثناء عملية التبريد اللاحقة. أما عملية التلدين الكروي فتُنتج البيرلايت الكروي. في البيرلايت الكروي، يكون السمنتيت عبارة عن جزيئات كروية دقيقة منتشرة على مصفوفة الفريت. بالمقارنة مع البيرلايت الرقائقي، يتميز البيرلايت الكروي بانخفاض صلابته وسهولة قطعه، كما أن حبيبات الأوستنيت فيه لا تصبح خشنة بسهولة أثناء التبريد والتسخين، مما يقلل من احتمالية التشوه والتشقق أثناء التبريد. إذا كان الفولاذ فوق اليوتكتويد يحتوي على سمنتيت شبكي، فيجب التخلص منه عن طريق عملية التطبيع قبل التلدين الكروي لضمان التلدين الكروي الطبيعي.
الهدف: تقليل الصلابة، وتوحيد البنية، وتحسين قابلية التشغيل، وإعداد البنية للتبريد السريع. توجد العديد من طرق عملية التلدين الكروي، وتشمل بشكل رئيسي ما يلي:
أ) عملية التلدين الكروي لمرة واحدة: يُسخّن الفولاذ إلى درجة حرارة أعلى من Ac1 بمقدار 20-30 درجة مئوية، ويُحافظ على هذه الدرجة لفترة مناسبة، ثم يُبرّد ببطء داخل الفرن. يجب أن يكون التركيب الأصلي قبل التلدين عبارة عن رقائق دقيقة من البيرلايت، ولا يُسمح بوجود أي شبكة من السمنتيت.
ب) عملية التلدين الكروي متساوي الحرارة: بعد تسخين الفولاذ وتثبيته، يُبرّد داخل الفرن إلى درجة حرارة أقل بقليل من Ar1 (عادةً من 10 إلى 30 درجة مئوية أقل من Ar1). بعد انتهاء عملية التلدين متساوي الحرارة، يُبرّد الفرن ببطء إلى حوالي 500 درجة مئوية، ثم يُبرّد بالهواء. تتميز هذه العملية بدورة قصيرة، وتكوير منتظم، وسهولة مراقبة الجودة.
ج) عملية التلدين الكروي الترددي.

5. التلدين الانتشار (التلدين المتجانس)
العملية: عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين سبائك الصلب أو المسبوكات أو قوالب التشكيل إلى درجة حرارة أقل بقليل من درجة حرارة التصلب لفترة طويلة، ثم يتم تبريدها ببطء للتخلص من التركيب الكيميائي غير المتجانس.
الهدف: القضاء على فصل التفرعات الشجرية والفصل الإقليمي أثناء تصلب السبيكة، وتجانس التركيب والبنية.
تكون درجة حرارة التسخين في عملية التلدين الانتشارية مرتفعة جدًا، عادةً ما بين 100 و200 درجة مئوية فوق درجة حرارة Ac3 أو Accm. وتعتمد درجة الحرارة المحددة على درجة الانفصال ونوع الفولاذ. ويتراوح زمن التسخين عادةً بين 10 و15 ساعة. بعد التلدين الانتشارية، يلزم إجراء تلدين كامل ومعالجة بالتطبيع لتحسين البنية. تُستخدم هذه العملية في بعض أنواع الفولاذ السبائكي عالي الجودة، وفي مصبوبات الفولاذ السبائكي، وفي سبائك الفولاذ التي تعاني من انفصال شديد.