عمليات التلدين والتطبيع والتبريد السريع والتطبيع لأنابيب الصلب

تلدينأنبوب فولاذيتُعرف عملية تسخين أنبوب فولاذي إلى درجة حرارة معينة والحفاظ عليه دافئًا لفترة من الزمن، ثم تبريده ببطء، باسم التلدين. يُعدّ تلدين الأنابيب الفولاذية طريقةً للمعالجة الحرارية، حيث يُسخّن الأنبوب إلى درجة الحرارة التي يحدث عندها تحوّل طوري كلي أو جزئي، ثم يُبرّد ببطء بعد الحفاظ على حرارته. يهدف التلدين إلى إزالة العيوب الهيكلية، وتحسين البنية، وتجانس التركيب، وتصغير حجم الحبيبات، وتحسين الخواص الميكانيكية للأنبوب الفولاذي، وتقليل الإجهاد المتبقي. في الوقت نفسه، يُمكنه تقليل الصلابة، وتحسين اللدونة والمتانة، وتحسين قابلية القطع. لذلك، لا يقتصر دور التلدين على إزالة العيوب الهيكلية والإجهاد الداخلي المتبقي من العملية السابقة وتحسينهما فحسب، بل يُعدّ أيضًا تحضيرًا للعملية اللاحقة. لذا، يُصنّف التلدين ضمن المعالجة الحرارية للمنتجات نصف المصنّعة، ويُعرف أيضًا بالمعالجة الحرارية الأولية.

تطبيع الأنابيب الفولاذية: التطبيع هو أسلوب معالجة حرارية يتم فيه تسخين الأنابيب الفولاذية فوق درجة الحرارة الحرجة لتحويلها إلى أوستنيت متجانس، ثم تبريدها طبيعيًا في الهواء. يُزيل هذا الأسلوب السمنتيت الشبكي الموجود في الأنابيب الفولاذية فائقة اليوتكتويد، مما يُحسّن البنية البلورية ويُعزز الخواص الميكانيكية الشاملة. يُعدّ التطبيع خيارًا اقتصاديًا بديلًا لعملية التلدين في الأجزاء ذات المتطلبات المنخفضة.

تبريد الأنابيب الفولاذية: التبريد هو تسخين الأنبوب الفولاذي فوق درجة الحرارة الحرجة، ثم إبقاؤه دافئًا لفترة من الزمن، ثم وضعه بسرعة في عامل التبريد لخفض درجة حرارته فجأة، وتبريده بسرعة أكبر من سرعة التبريد الحرجة، للحصول على المارتنسيت. تُعد هذه الطريقة من الطرق الرئيسية للمعالجة الحرارية للأنسجة غير المتوازنة. يزيد التبريد من قوة وصلابة الأنبوب الفولاذي، ولكنه يقلل من مرونته. من عوامل التبريد الشائعة الاستخدام: الماء، والزيت، والماء القلوي، والمحاليل الملحية، وغيرها.

تلطيف أنابيب الصلب: يُطلق على إعادة تسخين أنبوب الصلب المُقسّى إلى درجة حرارة معينة، ثم تبريده بطريقة محددة، اسم التلطيف. يهدف التلطيف إلى إزالة الإجهاد الداخلي الناتج عن التبريد السريع، وتقليل الصلابة والهشاشة، والحصول على الخواص الميكانيكية المطلوبة. يُقسم التلطيف إلى ثلاثة أنواع: التلطيف بدرجة حرارة عالية، والتلطيف بدرجة حرارة متوسطة، والتلطيف بدرجة حرارة منخفضة. غالبًا ما يُستخدم التلطيف بالتزامن مع التبريد السريع والتطبيع.

(1) المعالجة بالتبريد والتطبيع: تُعرف طريقة المعالجة الحرارية التي تتضمن التطبيع بدرجة حرارة عالية بعد التبريد باسم المعالجة بالتبريد والتطبيع. ويُقصد بالتطبيع بدرجة حرارة عالية التطبيع بين 500 و650 درجة مئوية. يُمكن للتبريد والتطبيع تحسين أداء وخصائص مادة الأنبوب الفولاذي بشكل كبير، حيث يُحسّنان من قوته ومتانته وصلابته، مما يمنحه خصائص ميكانيكية شاملة جيدة.
(2) المعالجة بالتقادم: للتخلص من تغيرات الحجم والشكل في أدوات القياس الدقيقة أو القوالب والأجزاء أثناء الاستخدام طويل الأمد، يُعاد تسخين قطعة العمل غالبًا إلى 100-150 درجة مئوية بعد التلدين بدرجة حرارة منخفضة (150-250 درجة مئوية) قبل التشطيب، وتُترك لمدة 5-20 ساعة. يُطلق على هذا النوع من المعالجة، الذي يهدف إلى تثبيت جودة الأجزاء الدقيقة، اسم التقادم. من المهم بشكل خاص إجراء معالجة التقادم على أنابيب الصلب في درجات حرارة منخفضة أو تحت ظروف تحميل ديناميكية للتخلص من الإجهاد المتبقي وتثبيت بنية وحجم أنابيب الصلب.