ما هي المعالجة الحرارية
المعالجة الحرارية للأنابيب الفولاذية هي طريقة معالجة تعمل على تغيير الهيكل الداخلي للصلب عن طريق تسخين الفولاذ وتثبيته وتبريده في الحالة الصلبة بحيث يمكن الحصول على الأداء المطلوب. لا تؤدي هذه العملية إلى إذابة الفولاذ أبدًا ولا تغير الشكل العام للأنبوب، ولكنها تعيد تشكيل بنية الحبوب وتوزيع المراحل داخل المادة. اعتمادًا على الغرض، يتم تقسيم المعالجة الحرارية للفولاذ عادةً إلى التلدين والتطبيع والتبريد بالإضافة إلى التقسية ومعالجة السطح.
كيف يتغير الهيكل
يتم تغيير خصائص المعادن والسبائك عن طريق التسخين والإمساك والتبريد للحصول على الهيكل المطلوب لأداء قطعة العمل. يمكن أن تحصل نفس المادة على خصائص مختلفة تمامًا بعد معالجات حرارية مختلفة لأن التغيير في الأداء يحدث بسبب التغيير في البنية. وبالتالي فإن فهم كيفية تطور هيكل الفولاذ أثناء التسخين والتبريد هو الأساس للمعالجة الحرارية الصحيحة، والمتغيرات الرئيسية هي درجة حرارة الأوستنيتي، ووقت الاحتفاظ ومعدل التبريد.
عمليات المعالجة الحرارية الرئيسية
يؤدي التلدين إلى تليين الفولاذ عن طريق التبريد البطيء، مما يحسن من قابلية التشغيل الآلي ويخفف الضغط الداخلي. تعمل عملية التطبيع على تحسين الحبوب عن طريق تبريد الهواء وتعطي خصائص متسقة للأنابيب المصنوعة من الكربون والسبائك المنخفضة. يؤدي التبريد الذي يتبعه التقسية إلى تطوير قوة عالية مع صلابة كافية، بينما تضيف المعالجات السطحية مثل الكربنة الصلابة ومقاومة التآكل على السطح. يتم اختيار العملية حسب درجة الفولاذ وحجم القسم والخصائص الميكانيكية المطلوبة.
فوائد المعالجة الحرارية
من خلال المعالجة الحرارية، يمكن استخدام إمكانات الفولاذ بالكامل، وتحسين أداء قطعة العمل، وتقليل الوزن، وتوفير المواد، وخفض التكلفة، وإطالة عمر الخدمة. تعمل المعالجة الحرارية أيضًا على تحسين أداء المعالجة وجودتها وتقليل تآكل الأدوات. لا يمكن الحصول على بعض المؤشرات الفيزيائية والكيميائية إلا عن طريق المعالجة الحرارية، بما في ذلك المقاومة العالية للتآكل الناتج عن إجهاد كبريتيد الهيدروجين وتقوية أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ.
المعالجة الحرارية في إنتاج الأنابيب
في إنتاج الأنابيب غير الملحومة، يتم تطبيق المعالجة الحرارية بعد الدرفلة لتطوير البنية المجهرية المطلوبة. يعد التسليم الطبيعي أمرًا شائعًا بالنسبة لدرجات الكربون والسبائك المنخفضة، ويتم استخدام التسليم المروي والمقسى لدرجات القوة الأعلى، ويتم استخدام التلدين بالمحلول للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. يتم تسجيل درجة حرارة الفرن ووقت الاحتفاظ ووسط التبريد بحيث يمكن تتبع كل حرارة إلى نتائج الاختبار الميكانيكي.
الأسئلة المتداولة
س: لماذا يتم استخدام المعالجة الحرارية لأنابيب الصلب؟
إنه يغير الهيكل الداخلي بحيث تتوافق القوة والمتانة والخصائص الأخرى مع متطلبات التصميم، كما أنه يخفف الضغط الناتج أثناء التشكيل واللحام.
س: ما هو الفرق بين الصلب والتطبيع؟
يستخدم التلدين تبريد الفرن البطيء لتليين الفولاذ وتخفيف الضغط، بينما يستخدم التطبيع تبريد الهواء لتحسين الحبوب وإنتاج خصائص أكثر تجانسًا.
س: متى يتم تطبيق التبريد والتلطيف؟
يتم تطبيق التبريد والتلطيف عندما تكون هناك حاجة إلى قوة عالية مقترنة بالمتانة، ويتم اختيار درجة حرارة التخفيف لموازنة القوة مع الليونة.
س: هل المعالجة الحرارية تغير التركيب الكيميائي؟
لا، فالمعالجة الحرارية تغير بنية الفولاذ وخصائصه، لكن التركيب الكيميائي يظل كما هو للحرارة التي تم صبها.
س: كيف يتم التحكم في المعالجة الحرارية في الإنتاج؟
ويتم التحكم في درجة الحرارة وزمن الاحتفاظ ومعدل التبريد وتسجيلها، ويتم التحقق من النتيجة عن طريق اختبار الشد والصدم على العينات المأخوذة من الأنابيب المعالجة.
