عملية المعالجة الحرارية لأنابيب الفولاذ غير الملحومة

التلدين هو تسخين أنبوب الفولاذ اللامع الدقيق المدرفل على البارد إلى درجة حرارة مناسبة، مع مراعاة فترات ثبات مختلفة حسب المادة وحجم قطعة العمل، ثم تبريده تدريجيًا. الهدف هو جعل البنية الداخلية للمعدن تصل إلى حالة توازن أو تقترب منها، مما يضمن أداءً جيدًا للعملية وسهولة الاستخدام. أو تحضير النسيج لمزيد من التبريد.
التطبيع هو تسخين أنبوب فولاذي لامع دقيق مدرفل على البارد إلى درجة حرارة مناسبة، ثم تبريده في الهواء. يشبه تأثير التطبيع تأثير التلدين، إلا أن الهيكل الناتج يكون أدق. يُستخدم غالبًا لتحسين أداء قطع المادة، وأحيانًا لتلبية متطلبات معينة. تُستخدم الأجزاء غير العالية كمعالجة حرارية نهائية.

التبريد هو تسخين وعزل أنبوب الفولاذ الدقيق اللامع المدرفل على البارد، ثم تبريده بسرعة في وسط تبريد مثل الماء أو الزيت أو أملاح غير عضوية أخرى أو محاليل مائية عضوية. بعد التبريد، يصبح أنبوب الفولاذ الدقيق اللامع المدرفل على البارد صلبًا وفي الوقت نفسه هشًا.

لتقليل هشاشة أنابيب الفولاذ الدقيقة اللامعة المدرفلة على البارد، تُحفظ هذه الأنابيب المطلية على البارد لفترة طويلة عند درجة حرارة مناسبة أعلى من درجة حرارة الغرفة وأقل من 650 درجة مئوية، ثم تُبرّد. تُسمى هذه العملية بالتسخين.

التلدين، والتطبيع، والتبريد، والتطبيع الحراري هي "الحرائق الأربع" في المعالجة الحرارية الشاملة. من بينها، يرتبط التبريد والتطبيع الحراري ارتباطًا وثيقًا، وغالبًا ما يُستخدمان معًا، وهما ضروريان.

طورت "النيران الأربعة" عمليات معالجة حرارية مختلفة بدرجات حرارة تسخين مختلفة وطرق تبريد مختلفة. وللحصول على قوة وصلابة معينتين، تُسمى عملية الجمع بين التبريد والتطبيع في درجات حرارة عالية التبريد والتطبيع. بعد تبريد بعض السبائك لتكوين محلول صلب فائق التشبع، تُحفظ في درجة حرارة الغرفة أو أعلى قليلاً لفترة أطول لتحسين صلابتها ومتانتها وخواصها الكهرومغناطيسية. تُسمى عملية المعالجة الحرارية هذه معالجة التقادم.

تُسمى طريقة الجمع الفعال والوثيق بين معالجة الضغط والتشوه والمعالجة الحرارية، للحصول على قوة وصلابة جيدتين لأنابيب الفولاذ اللامعة الدقيقة المدرفلة على البارد، المعالجة الحرارية للتشوه؛ وتُسمى المعالجة الحرارية التي تُجرى في جو ضغط سلبي أو فراغ بالمعالجة الحرارية الفراغية. فهي لا تمنع أكسدة أنابيب الفولاذ اللامعة الدقيقة المدرفلة على البارد وإزالة الكربون فحسب، بل تحافظ على سطحها أملسًا ونظيفًا بعد المعالجة، وتُحسّن أداء قطعة العمل، كما أنها تُمرر عامل اختراق للمعالجة الحرارية الكيميائية.

المعالجة الحرارية السطحية هي عملية معالجة حرارية للمعادن تسخن فقط الطبقة السطحية لأنابيب الفولاذ الدقيقة المدرفلة على البارد لتغيير الخواص الميكانيكية لطبقتها السطحية. لتسخين الطبقة السطحية فقط لأنبوب الفولاذ الدقيق المدرفل على البارد دون نقل الكثير من الحرارة إلى داخل قطعة العمل، يجب أن يكون لمصدر الحرارة المستخدم كثافة طاقة عالية، أي يتم إعطاء كمية كبيرة من الطاقة الحرارية لأنبوب الفولاذ الدقيق المدرفل على البارد لكل وحدة مساحة بحيث يمكن للبرودة أن تصل إلى سطح أو جزء من أنبوب الفولاذ الدقيق المدرفل على البارد درجات حرارة عالية لفترة قصيرة أو على الفور. تشمل الطرق الرئيسية للمعالجة الحرارية السطحية إخماد اللهب والمعالجة الحرارية بالتسخين الحثي. تشمل مصادر الحرارة الشائعة الاستخدام الأكسجين الأسيتيلين أو الأكسجين البروبان واللهب الآخر والتيار المستحث والليزر وشعاع الإلكترون.

المعالجة الحرارية الكيميائية هي عملية معالجة حرارية للمعادن تُغيّر التركيب الكيميائي وبنية وخصائص الطبقة السطحية لأنابيب الفولاذ اللامعة الدقيقة المدرفلة على البارد. يكمن الفرق بين المعالجة الحرارية الكيميائية والمعالجة الحرارية السطحية في أن الأخيرة تُغيّر التركيب الكيميائي للطبقة السطحية لقطعة العمل. تتم المعالجة الحرارية الكيميائية بتسخين قطعة العمل في وسط (غازي، سائل، صلب) يحتوي على الكربون أو النيتروجين أو عناصر سبائك أخرى، مع الحفاظ على دفئها لفترة طويلة، مما يسمح لسطح قطعة العمل باختراق عناصر مثل الكربون والنيتروجين والبورون والكروم. بعد تسلل هذه العناصر، تُجرى أحيانًا عمليات معالجة حرارية أخرى مثل الإخماد والتطبيع. تشمل الطرق الرئيسية للمعالجة الحرارية الكيميائية الكربنة والنيترة والتعدين.

تُعد المعالجة الحرارية من العمليات المهمة في تصنيع الأدوات والقوالب الميكانيكية. وبشكل عام، تضمن هذه المعالجة وتُحسّن خصائص أنابيب الفولاذ اللامعة الدقيقة المدرفلة على البارد، مثل مقاومة التآكل والتآكل، وغيرها. كما تُحسّن هيكل المادة الخام وحالة تحملها للإجهاد، مما يُسهّل عمليات المعالجة الباردة والساخنة المختلفة.

على سبيل المثال، يمكن معالجة الحديد الزهر الأبيض لفترة طويلة للحصول على الحديد الزهر القابل للطرق لتحسين مرونته؛ من خلال اعتماد عملية المعالجة الحرارية الصحيحة للتروس، يمكن مضاعفة عمر الخدمة أو عشرات المرات أطول من عمر التروس دون المعالجة الحرارية؛ بالإضافة إلى ذلك، يمكن تسلل الفولاذ الكربوني الرخيص إلى بعض عناصر السبائك التي لها خصائص معينة من الفولاذ السبائكي باهظ الثمن ويمكن أن تحل محل بعض الفولاذ المقاوم للحرارة والفولاذ المقاوم للصدأ؛ تحتاج جميع الأدوات والقوالب تقريبًا إلى المعالجة الحرارية قبل استخدامها.