طرق وخطوات التلدين لتسخين وتشكيل أنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم مسبقًا

أولاً، طرق التسخين المسبق لتشكيلأنابيب فولاذية ذات لحام مستقيم.

1. اختيار المواد المناسبة: بالنسبة للقوالب المعقدة والدقيقة، يُنصح باختيار فولاذ قوالب عالي الجودة مقاوم للتشوه الدقيق. أما بالنسبة لفولاذ القوالب الذي يعاني من فصل شديد للكربيدات، فيُفضل إجراء معالجة حرارية مناسبة للصب والتطبيع. بالنسبة لفولاذ القوالب الأكبر حجمًا أو تلك التي لا يمكن صبها، يمكن إجراء معالجة حرارية بالتكرير المزدوج. يُعد اختيار درجة حرارة التسخين المناسبة والتحكم في معدل التسخين أمرًا بالغ الأهمية. بالنسبة للقوالب المعقدة والدقيقة، يمكن استخدام التسخين البطيء والتسخين المسبق وطرق التسخين المتوازنة الأخرى لتقليل التشوه الناتج عن المعالجة الحرارية.

٢. يُعدّ التشغيل الصحيح لعملية المعالجة الحرارية وعملية التلدين الحراري المناسبة من الطرق الفعّالة للحدّ من تشوّه القوالب المعقدة الدقيقة. غالبًا ما تكون أسباب تشوّه هذه القوالب معقدة، ولكن بمجرد فهم قواعد التشوّه وتحليل أسبابه واستخدام الطرق المناسبة لمنعه، يُمكن الحدّ منه والسيطرة عليه.

3. يجب معالجة القوالب المعقدة والدقيقة بالتسخين المسبق لإزالة الإجهاد المتبقي الناتج أثناء التصنيع. بالنسبة للقوالب الدقيقة والمعقدة، يُنصح باستخدام التبريد بالتسخين الفراغي والمعالجة بالتبريد العميق بعد التبريد كلما أمكن ذلك، شريطة أن تسمح الظروف بذلك. كما يُنصح باستخدام التبريد المسبق، أو التبريد التدريجي، أو التبريد الدافئ كلما أمكن ذلك، مع ضمان صلابة القالب.

٤. يجب أن يكون تصميم القالب معقولاً، مع الحد الأدنى من تفاوتات السماكة والأشكال المتناظرة. بالنسبة للقوالب التي تتعرض لتشوه كبير، ينبغي فهم أنماط التشوه، مع مراعاة هوامش التشغيل. بالنسبة للقوالب الكبيرة والدقيقة والمعقدة، يمكن استخدام تصميم مُركّب. بالنسبة لبعض القوالب الدقيقة والمعقدة، يمكن استخدام المعالجة الحرارية المسبقة، والمعالجة الحرارية للتقادم، والمعالجة الحرارية للتطبيع والنتردة للتحكم في دقة القالب. عند إصلاح العيوب مثل ثقوب الرمل والمسامية والتآكل في القوالب، ينبغي استخدام معدات ذات تأثير حراري ضئيل، مثل آلات اللحام البارد، لتجنب التشوه أثناء عملية الإصلاح.

ثانياً، عملية التلدين لأنابيب الصلب ذات اللحام المستقيم.
تتضمن عملية تلدين الأنابيب الفولاذية ذات اللحامات المستقيمة تسخين الأنبوب الفولاذي إلى درجة حرارة محددة مسبقًا، ثم تثبيته عند تلك الدرجة، ثم تبريده ببطء إلى درجة حرارة الغرفة. وهناك عدة أنواع من التلدين، منها التلدين العادي، والتلدين الكروي، والتلدين لتخفيف الإجهاد.

١. تُسمى عملية تسخين أنبوب فولاذي إلى درجة حرارة محددة مسبقًا، ثم تثبيته عند هذه الدرجة لفترة زمنية معينة، ثم تبريده ببطء داخل الفرن، بالتلدين. والهدف من هذه العملية هو تقليل صلابة الفولاذ والتخلص من عدم انتظام بنيته المجهرية والإجهاد الداخلي.

٢. تتضمن عملية التلدين الكروي تسخين أنبوب فولاذي إلى ٧٥٠ درجة مئوية، والحفاظ عليه عند هذه الدرجة لفترة من الزمن، ثم تبريده ببطء إلى أقل من ٥٠٠ درجة مئوية، ثم تبريده في الهواء. والغرض منها هو تقليل صلابة الفولاذ وتحسين قابليته للتشكيل، وتُستخدم بشكل أساسي مع الفولاذ عالي الكربون.

3. تتضمن عملية التلدين لتخفيف الإجهاد، والمعروفة أيضًا بالتلدين منخفض الحرارة، تسخين الفولاذ إلى 500-600 درجة مئوية، والحفاظ عليه عند هذه الدرجة لفترة من الزمن، ثم تبريده ببطء داخل الفرن إلى أقل من 300 درجة مئوية، ثم تبريده إلى درجة حرارة الغرفة. لا تتغير البنية المجهرية أثناء عملية التلدين؛ ووظيفتها الأساسية هي إزالة الإجهاد الداخلي في المعدن.

٤. التطبيع هو عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين أنبوب الصلب إلى درجة حرارة أعلى من درجة حرارته الحرجة بمقدار ٣٠-٥٠ درجة مئوية، ويُثبّت عند هذه الدرجة لفترة زمنية مناسبة، ثم يُبرّد في هواء ساكن. الهدف الرئيسي من التطبيع هو تحسين البنية المجهرية، ورفع خواص الصلب، والحصول على بنية مجهرية شبه متوازنة. بالمقارنة مع التلدين، يتمثل الاختلاف الرئيسي في أن التطبيع يتميز بمعدل تبريد أسرع قليلاً، مما يؤدي إلى دورة إنتاج أقصر. لذلك، عندما يكون كل من التلدين والتطبيع كافيين لتحقيق متطلبات أداء الأجزاء، يُفضّل اختيار التطبيع كلما أمكن ذلك.

5. التبريد السريع: عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين أنابيب الصلب إلى درجة حرارة أعلى من النقطة الحرجة (840-860 درجة مئوية لصلب 45، و760-780 درجة مئوية لصلب أدوات الكربون)، ثم تثبيتها عند هذه الدرجة لفترة زمنية محددة، ثم تبريدها بمعدل مناسب في الماء (أو الزيت) للحصول على بنية مارتنسيتية أو بينيتية. الفرق الرئيسي بين التبريد السريع والتلدين/التطبيع هو سرعة التبريد العالية، والهدف من ذلك هو الحصول على بنية مارتنسيتية. البنية المارتنسيتية هي بنية غير متوازنة يتم الحصول عليها بعد التبريد السريع؛ تتميز بصلابة عالية ولكنها ضعيفة من حيث اللدونة والمتانة. تزداد صلابة المارتنسيت مع زيادة نسبة الكربون في الصلب.

٦. التلدين: عملية المعالجة الحرارية لأنابيب الصلب، والتي تتضمن تسخينها مرة أخرى إلى درجة حرارة أقل من درجة الحرارة الحرجة، مع تثبيتها عند هذه الدرجة لفترة زمنية محددة، ثم تبريدها إلى درجة حرارة الغرفة، تُسمى التلدين. لا يمكن استخدام أجزاء الصلب المروي مباشرةً، بل يجب تلدينها قبل الاستخدام. نظرًا لصلابة الصلب المروي العالية وهشاشته، فإن استخدامه المباشر غالبًا ما يؤدي إلى كسر هش. يُساعد التلدين على إزالة أو تقليل الإجهاد الداخلي، والحد من الهشاشة، وتحسين المتانة؛ كما يُمكنه تعديل الخواص الميكانيكية للصلب المروي لتحقيق متطلبات الأداء المطلوبة. وبناءً على درجة حرارة التلدين، يُمكن تقسيمه إلى ثلاثة أنواع: التلدين منخفض الحرارة، والتلدين متوسط ​​الحرارة، والتلدين عالي الحرارة.

1) التصليد بدرجة حرارة منخفضة: 150-250 درجة مئوية؛ يقلل من الإجهاد الداخلي والهشاشة، مع الحفاظ على صلابة عالية ومقاومة للتآكل بعد التبريد السريع.

2) التصليد بدرجة حرارة متوسطة: 350-500 درجة مئوية؛ يحسن المرونة والقوة.

3) التلدين بدرجة حرارة عالية: 500-650 درجة مئوية؛ يُطلق على تلدين أجزاء الفولاذ المُقسّى عند درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية اسم التلدين بدرجة حرارة عالية. بعد التبريد السريع، تكتسب أجزاء الفولاذ المُقسّى خصائص ميكانيكية شاملة (من حيث القوة والصلابة، بالإضافة إلى اللدونة والمتانة). لذلك، غالبًا ما يخضع الفولاذ متوسط ​​الكربون وسبائك الفولاذ متوسطة الكربون للتلدين بدرجة حرارة عالية بعد التبريد السريع. ويُستخدم هذا النوع من التلدين عادةً في أجزاء الأعمدة. يُطلق على عملية التبريد السريع متبوعةً بالتلدين بدرجة حرارة عالية اسم معالجة التلدين.