طرق التسخين المسبق لتشوهأنابيب فولاذية ذات درزات مستقيمة:
١. اختيار مواد مناسبة. بالنسبة للقوالب الدقيقة المعقدة، يجب اختيار فولاذ قوالب التشوه الدقيق عالي الجودة. يجب صب فولاذ القوالب الذي يحتوي على نسبة عالية من فصل الكربيد بشكل مناسب، وإخضاعه للمعالجة الحرارية بالتبريد والتصلب. يمكن إجراء المعالجة الحرارية المزدوجة التكرير باستخدام محلول صلب على فولاذ قوالب أكبر حجمًا وغير قابل للصب. اختر درجة حرارة التسخين وتحكم في سرعته بشكل مناسب. بالنسبة للقوالب الدقيقة والمعقدة، يمكن استخدام التسخين البطيء والتسخين المسبق وطرق تسخين متوازنة أخرى لتقليل تشوه القالب أثناء المعالجة الحرارية.
٢. يُعدّ التشغيل الصحيح للمعالجة الحرارية، بالإضافة إلى المعالجة الحرارية للتلطيف المعقول، من الطرق الفعّالة للحدّ من تشوّه القوالب الدقيقة والمعقدة. غالبًا ما تكون أسباب تشوّه القوالب الدقيقة المعقدة معقدة، ولكن بإتقان قواعد التشوه، وتحديد أسبابه، واستخدام أساليب خاصة لمنع تشوّه القالب، يُمكن الحدّ من تشوّه القالب والتحكم فيه.
٣. يجب تسخين القوالب الدقيقة والمعقدة مسبقًا للتخلص من الإجهاد المتبقي الناتج أثناء التشغيل. في حالة القوالب الدقيقة والمعقدة، يُنصح باستخدام التبريد بالتسخين الفراغي والمعالجة بالتبريد العميق بعد التبريد قدر الإمكان، إذا سمحت الظروف. لضمان صلابة القالب، يُنصح باستخدام التبريد المسبق، أو التبريد التدريجي، أو التبريد الدافئ.
٤. يجب أن يكون تصميم القالب معقولاً، وأن يكون سمكه مناسباً، وأن يكون شكله متناسقاً. بالنسبة للقوالب ذات التشوهات الكبيرة، يجب ضبط قواعد التشوه مع مراعاة هامش التشغيل. أما بالنسبة للقوالب الكبيرة والدقيقة والمعقدة، فيمكن استخدام تصميم مُركّب. بالنسبة لبعض القوالب الدقيقة والمعقدة، يمكن استخدام المعالجة الحرارية المسبقة، والمعالجة الحرارية للشيخوخة، والمعالجة الحرارية بالنيتريد والإخماد والتصلب للتحكم في دقة القالب. عند إصلاح عيوب القالب، مثل البثور والمسام والتآكل، استخدم معدات منخفضة التأثير الحراري، مثل آلات اللحام البارد، لتجنب حدوث التشوه أثناء عملية الإصلاح.
خطوات التلدين في أنابيب الفولاذ ذات اللحامات المستقيمة: يتم تسخين أنابيب الفولاذ ذات اللحامات المستقيمة إلى درجة حرارة معينة، ثم تبريدها تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة. تشمل عملية التلدين التلدين، والتلدين الكروي، والتلدين لتخفيف الإجهاد، وغيرها.
١. تُسمى عملية التلدين بتسخين أنبوب الفولاذ إلى درجة حرارة محددة مسبقًا، وإبقائه دافئًا لفترة زمنية، ثم تبريده ببطء في الفرن. والغرض من ذلك هو تقليل صلابة الفولاذ والتخلص من عدم تناسق بنيته وإجهاده الداخلي.
٢. يُسخّن أنبوب الفولاذ إلى ٧٥٠ درجة مئوية، ويُترك دافئًا لفترة، ثم يُبرّد تدريجيًا إلى ٥٠٠ درجة مئوية، ثم يُبرّد في الهواء، وهو ما يُسمى بالتلدين الكروي. الغرض من ذلك هو تقليل صلابة الفولاذ وخصائص القطع، ويُستخدم بشكل رئيسي في الفولاذ عالي الكربون.
٣. التلدين تحت تأثير إجهاد الأنابيب الفولاذية، ويُسمى أيضًا التلدين منخفض الحرارة. يُسخّن الفولاذ إلى ٥٠٠-٦٠٠ درجة مئوية، ويُحفظ دافئًا لفترة، ثم يُبرّد ببطء في الفرن إلى أقل من ٣٠٠ درجة مئوية، ثم يُبرّد إلى درجة حرارة الغرفة. لا يتغير هيكل الفولاذ أثناء عملية التلدين، ويتم التخلص بشكل أساسي من الإجهاد الداخلي للمعدن.
٤. التطبيع: تُسمى عملية المعالجة الحرارية، التي تشمل تسخين أنبوب الفولاذ إلى ٣٠-٥٠ درجة مئوية فوق درجة الحرارة الحرجة، مع الاحتفاظ به لفترة زمنية مناسبة، ثم تبريده في هواء ساكن، بالتطبيع. الهدف الرئيسي من التطبيع هو تحسين بنية الفولاذ وخصائصه، والحصول على بنية قريبة من التوازن. بالمقارنة مع عملية التلدين، يتمثل الفرق الرئيسي بين التطبيع والتلدين في أن معدل التبريد في التطبيع أسرع قليلاً، وبالتالي تكون دورة إنتاج المعالجة الحرارية للتطبيع أقصر. لذلك، عندما يلبي كل من التلدين والتطبيع متطلبات أداء القطع، يجب استخدام التطبيع قدر الإمكان.
5. التبريد: سخن أنبوب الفولاذ إلى درجة حرارة معينة فوق النقطة الحرجة (درجة حرارة التبريد للفولاذ رقم 45 هي 840-860 درجة مئوية، ودرجة حرارة التبريد لفولاذ الأدوات الكربوني هي 760-780 درجة مئوية)، وامسكه لفترة معينة، ثم اغمره في الماء بسرعة مناسبة (تسمى عملية المعالجة الحرارية للتبريد في الزيت للحصول على بنية المارتنسيت أو الباينيت بالتبريد. الفرق الرئيسي بين عملية التبريد والتلدين والتطبيع هو معدل التبريد السريع، والذي يهدف إلى الحصول على بنية مارتنسيتية. بنية المارتنسيت هي بنية غير متوازنة يتم الحصول عليها بعد تبريد الفولاذ. يتميز بصلابة عالية ولكن اللدونة والصلابة ضعيفة. تزداد صلابة المارتنسيت مع محتوى الكربون في الفولاذ.
٦. التطبيع: بعد تصلب أنبوب الفولاذ، يُسخّن إلى درجة حرارة أقل من درجة الحرارة الحرجة، ويُترك لفترة، ثم يُبرّد إلى درجة حرارة الغرفة. تُسمى عملية المعالجة الحرارية التطبيع. عادةً، لا يُمكن استخدام أجزاء الفولاذ المُخمّد مباشرةً، بل يجب تطبيعها قبل الاستخدام. نظرًا لصلابة الفولاذ المُخمّد وهشاشته العالية، غالبًا ما يحدث كسر هشّ عند استخدامه مباشرةً. يُساعد التطبيع على إزالة أو تقليل الإجهاد الداخلي، وتقليل الهشاشة، وتحسين المتانة؛ من ناحية أخرى، يُمكن تعديل الخواص الميكانيكية للفولاذ المُخمّد لتحقيق أداء الفولاذ. وفقًا لدرجات حرارة التطبيع المختلفة، يُمكن تقسيم التطبيع إلى ثلاثة أنواع: تطبيع منخفض الحرارة، وتطبيع متوسط الحرارة، وتطبيع عالي الحرارة.
1) التبريد منخفض الحرارة 150~250؛ يقلل من الإجهاد الداخلي والهشاشة، ويحافظ على صلابة عالية ومقاومة للتآكل بعد التبريد.
2) المعالجة الحرارية المتوسطة 350~500؛ تحسين المرونة والقوة.
٣) المعالجة الحرارية العالية (٥٠٠-٦٥٠ درجة مئوية)؛ تُسمى معالجة أجزاء الفولاذ المُخمَّد عند درجات حرارة أعلى من ٥٠٠ درجة مئوية المعالجة الحرارية العالية. بعد المعالجة الحرارية العالية، تتمتع أجزاء الفولاذ المُخمَّد بخصائص ميكانيكية شاملة (قوة وصلابة، لدونة ومتانة). لذلك، عادةً ما يُعالَج الفولاذ متوسط الكربون والفولاذ المُسبَّك متوسط الكربون بالمعالجة الحرارية العالية بعد المعالجة الحرارية العالية. لأجزاء العمود تطبيقات متعددة. يُطلق على المعالجة الحرارية العالية مع المعالجة الحرارية اسم المعالجة الحرارية.
وقت النشر: ١٣ سبتمبر ٢٠٢٣