ما هي الروابط والاختلافات بين أنابيب الصلب التطبيعية والتلدينية؟

ما هو التطبيع؟
التطبيع هو معالجة حرارية تُحسّن صلابة الفولاذ. بعد تسخين مُكوّن الفولاذ إلى 30-50 درجة مئوية فوق درجة حرارة AC3، يُحفظ دافئًا لفترة، ثم يُبرّد بالهواء خارج الفرن. الميزة الرئيسية هي أن سرعة التبريد أسرع من التلدين وأقل من الإخماد. أثناء التطبيع، يُمكن تحسين حبيبات بلورات الفولاذ بتبريد أسرع قليلاً، مما لا يُحقق قوة مُرضية فحسب، بل يُحسّن أيضًا بشكل كبير من المتانة (قيمة AKV) ويُقلل من ميل المُكوّن للتشقق. بعد التطبيع، يُمكن تحسين الخواص الميكانيكية الشاملة لبعض صفائح الفولاذ المُدرفلة على الساخن منخفضة السبائك، والمطروقات الفولاذية منخفضة السبائك، والمصبوبات بشكل كبير، كما يُحسّن أداء القطع.

للتطبيع الأغراض والاستخدامات التالية:
① بالنسبة للصلب المفرط في التكتونية، يتم استخدام التطبيع لإزالة البنية الحبيبية الخشنة الزائدة الحرارة وبنية Widmanstatten من المسبوكات والمطروقات واللحامات، والبنية الشريطية في المواد المدرفلة؛ وتكرير الحبوب؛ ويمكن استخدامها كمعالجة حرارية مسبقة قبل الإطفاء.
② بالنسبة للصلب المفرط في التكتونية، يمكن للتطبيع أن يزيل شبكة السمنتيت الثانوية وينقي البيرلايت، مما لا يحسن الخصائص الميكانيكية فحسب، بل يسهل أيضًا عملية التلدين الكروي اللاحقة.
③ بالنسبة للصفائح الفولاذية الرقيقة المسحوبة بعمق منخفض الكربون، يمكن للتطبيع أن يزيل السمنتيت الحر عند حدود الحبوب لتحسين أداء السحب العميق.
④ بالنسبة للفولاذ منخفض الكربون والفولاذ منخفض السبائك، يُمكن للتطبيع الحصول على هياكل بيرليت أكثر دقة، وزيادة صلابتها إلى HB140-190، وتجنب ظاهرة "السكين الملتصق" أثناء القطع، وتحسين قابلية التشغيل. أما بالنسبة للفولاذ متوسط ​​الكربون، في الحالات التي يُمكن فيها استخدام التطبيع والتلدين معًا، فإن التطبيع يكون أكثر اقتصادية وراحة.
⑤ بالنسبة للصلب الهيكلي المتوسط ​​الكربون العادي، في المواقف التي لا يشترط فيها أن تكون الخصائص الميكانيكية عالية، يمكن استخدام التطبيع بدلاً من الإخماد والتطبيع في درجات الحرارة العالية، وهو ليس من السهل تشغيله فحسب، بل يجعل أيضًا هيكل وحجم الفولاذ مستقرًا.
⑥ يُمكن للتطبيع بدرجة حرارة عالية (150-200 درجة مئوية فوق Ac3) أن يُقلل من فصل مكونات المسبوكات والمطروقات بفضل معدل الانتشار العالي عند درجات الحرارة العالية. بعد التطبيع بدرجة حرارة عالية، يُمكن تحسين الحبيبات الخشنة عن طريق تطبيع ثانٍ عند درجة حرارة أقل.
⑦ بالنسبة لبعض سبائك الفولاذ المنخفضة والمتوسطة الكربون المستخدمة في التوربينات البخارية والغلايات، غالبًا ما يتم استخدام التطبيع للحصول على بنية الباينيت، ثم المعالجة الحرارية العالية، والتي تتمتع بمقاومة جيدة للزحف عند استخدامها عند 400-550 درجة مئوية.
⑧ بالإضافة إلى أجزاء ومنتجات الفولاذ، يُستخدم التطبيع على نطاق واسع في المعالجة الحرارية للحديد المطاوع للحصول على مصفوفة بيرليتية وتحسين متانته. ونظرًا لأن التبريد الهوائي هو سمة التطبيع، فإن درجة الحرارة المحيطة، وطريقة التكديس، وتدفق الهواء، وحجم قطعة العمل تؤثر على هيكل وأداء الفولاذ بعد التطبيع. كما يُمكن استخدام هيكل التطبيع كطريقة لتصنيف الفولاذ السبائكي. ويُصنف الفولاذ السبائكي عادةً إلى فولاذ بيرليتي، وفولاذ بينيت، وفولاذ مارتنسيت، وفولاذ أوستينيتي، وذلك وفقًا للهيكل الناتج عن التبريد الهوائي بعد تسخين عينة قطرها 25 مم إلى 900 درجة مئوية.

ما هو التلدين؟
التلدين هو عملية معالجة حرارية للمعادن، حيث يُسخّن المعدن ببطء إلى درجة حرارة معينة، ويُحفظ لفترة كافية، ثم يُبرّد بمعدل مناسب. تنقسم المعالجة الحرارية للتلدين إلى تلدين كامل، وتليين غير كامل، وتليين لتخفيف الإجهاد. يمكن اختبار الخواص الميكانيكية للمواد الملدنة باختبار الشد أو اختبار الصلابة. تتوفر العديد من أنواع الفولاذ في حالة المعالجة الحرارية الملدنة. يمكن اختبار صلابة الفولاذ باستخدام جهاز روكويل لاختبار صلابة HRB. بالنسبة لألواح الفولاذ الرقيقة، وشرائح الفولاذ، وأنابيب الفولاذ رقيقة الجدران، يمكن استخدام جهاز روكويل السطحي لاختبار صلابة HRT.

الغرض من التلدين هو:
① تحسين أو القضاء على العيوب الهيكلية المختلفة والإجهادات المتبقية التي يسببها الفولاذ في عملية الصب والتزوير والدرفلة واللحام لمنع تشوه وتشقق قطع العمل.
② قم بتليين قطعة العمل قبل القطع.
③ تحسين الحبوب وتحسين البنية لتحسين الخصائص الميكانيكية لقطعة العمل.
④ تحضير الهيكل للمعالجة الحرارية النهائية (التبريد، التلطيف).

عمليات التلدين الشائعة هي:
① التلدين الكامل. يُستخدم لصقل الهياكل الخشنة شديدة الحرارة ذات الخصائص الميكانيكية الضعيفة للفولاذ متوسط ​​ومنخفض الكربون بعد الصب والتشكيل واللحام. يُسخّن قطعة العمل إلى 30-50 درجة مئوية فوق درجة حرارة تحول الفريت بالكامل إلى أوستينيت، ويُحفظ دافئًا لبعض الوقت، ثم يُبرّد ببطء باستخدام الفرن. أثناء عملية التبريد، يتحول الأوستينيت مرة أخرى، مما يُحسّن من جودة هيكل الفولاذ.
② التلدين الكروي. يُستخدم لتقليل الصلابة العالية لفولاذ الأدوات وفولاذ المحامل بعد التشكيل. يُسخّن قطعة العمل إلى 20-40 درجة مئوية فوق درجة حرارة بدء تكوين الأوستينيت، ويُحفظ دافئًا، ثم يُبرّد ببطء. أثناء عملية التبريد، يصبح السمنتيت الصفائحي في البيرلايت كرويًا، مما يُقلل الصلابة.
③ التلدين المتساوي الحرارة. يُستخدم لتقليل الصلابة العالية لبعض أنواع الفولاذ الهيكلي السبائكي ذي المحتوى العالي من النيكل والكروم، وذلك للقطع. عادةً، يُبرَّد أولاً إلى أقل درجة حرارة استقرار للأوستينيت بسرعة عالية نسبيًا، ويُحفظ دافئًا لفترة زمنية مناسبة. يتحول الأوستينيت إلى تروستيت أو تروستيت، مما يُقلل من صلابته.
④ التلدين بإعادة التبلور. يُستخدم هذا الأسلوب لإزالة ظاهرة التصلب (زيادة الصلابة وانخفاض اللدونة) في الأسلاك المعدنية والصفائح الرقيقة أثناء السحب والدرفلة على البارد. عادةً ما تكون درجة حرارة التسخين أقل من درجة حرارة بدء تكوين الأوستينيت في الفولاذ بمقدار 50-150 درجة مئوية. بهذه الطريقة فقط، يُمكن إزالة تأثير التصلب الناتج عن العمل وتليين المعدن.
⑤ التلدين بالجرافيت. يُستخدم لتحويل الحديد الزهر المحتوي على كمية كبيرة من السمنتيت إلى حديد زهر قابل للتشكيل يتمتع بلدونة جيدة. تتم العملية بتسخين المصبوب إلى حوالي 950 درجة مئوية، وإبقائه دافئًا لفترة معينة، ثم تبريده بدرجة مناسبة لتفكيك السمنتيت وتكوين الجرافيت المتكتل.
⑥ التلدين الانتشاري. يُستخدم لتوحيد التركيب الكيميائي لمسبوكات السبائك وتحسين أدائها. يتم ذلك بتسخين المسبوكات إلى أعلى درجة حرارة ممكنة دون انصهار، مع الحفاظ عليها دافئة لفترة طويلة، ثم تبريدها ببطء بعد انتشار عناصر السبيكة وتوزيعها بالتساوي.
⑦ التلدين لتخفيف الإجهاد. يُستخدم لإزالة الإجهاد الداخلي من مصبوبات الفولاذ والأجزاء الملحومة. بالنسبة لمنتجات الفولاذ، عند درجة حرارة أقل من ١٠٠-٢٠٠ درجة مئوية، يبدأ الأوستينيت بالتشكل بعد التسخين، ثم يبرد في الهواء بعد الحفاظ على دفئه، مما يُزيل الإجهاد الداخلي.