التصليد (علم المعادن)

التصليد هو عملية معالجة حرارية تستخدم لزيادة صلابة السبائك القائمة على الحديد .

التطبيع هو أسلوب معالجة حرارية يُطبق على السبائك الحديدية ، مثل الفولاذ أو الحديد الزهر ، لزيادة متانتها عن طريق تقليل صلابتها . وعادةً ما يصاحب انخفاض الصلابة زيادة في الليونة ، مما يقلل من هشاشة المعدن. يُجرى التطبيع عادةً بعد التبريد السريع ، وهو تبريد سريع للمعدن لوضعه في أقصى حالات صلابته. ويتم التطبيع عن طريق تسخين قطعة العمل المبردة بشكل مُتحكم فيه إلى درجة حرارة أقل من "درجة حرارتها الحرجة الدنيا". تُسمى هذه الدرجة أيضًا درجة حرارة التحول الدنيا أو درجة حرارة التوقف الدنيا (A1 ₎ : وهي درجة الحرارة التي تبدأ عندها الأطوار البلورية للسبيكة، والتي تُسمى الفريت والسمنتيت ، بالاتحاد لتكوين محلول صلب أحادي الطور يُشار إليه بالأوستنيت . ويتم تجنب التسخين فوق هذه الدرجة، حتى لا يتم تدمير البنية المجهرية شديدة الصلابة والمبردة، والتي تُسمى المارتنسيت . ^{[ 3 ]}

يُعدّ التحكم الدقيق في الوقت ودرجة الحرارة أثناء عملية التلدين أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق التوازن المطلوب في الخواص الفيزيائية. قد تُخفف درجات حرارة التلدين المنخفضة الإجهادات الداخلية فقط، مما يُقلل من الهشاشة مع الحفاظ على معظم الصلابة. أما درجات حرارة التلدين المرتفعة فتميل إلى إحداث انخفاض أكبر في الصلابة، مُضحيةً ببعض مقاومة الخضوع ومقاومة الشد لزيادة المرونة واللدونة . مع ذلك، في بعض أنواع الفولاذ منخفض السبائك ، التي تحتوي على عناصر أخرى مثل الكروم والموليبدينوم ، قد يُؤدي التلدين عند درجات حرارة منخفضة إلى زيادة الصلابة، بينما تنخفض الصلابة عند درجات حرارة أعلى. تتصرف العديد من أنواع الفولاذ ذات التركيزات العالية من هذه العناصر السبائكية مثل سبائك التصليد بالترسيب ، مما يُنتج تأثيرات معاكسة في ظل الظروف الموجودة في التبريد والتلدين، ويُشار إليها باسم فولاذ الماراجينج . ^{[ 3 ]}

في الفولاذ الكربوني ، تُغير عملية التلدين حجم وتوزيع الكربيدات في المارتنسيت، مُشكلةً بنيةً دقيقةً تُسمى "المارتنسيت المُلدّن". كما تُجرى عملية التلدين على الفولاذ المُطَبَّع والحديد الزهر، لزيادة الليونة، وقابلية التشغيل، ومقاومة الصدمات. ^{[ 3 ]} عادةً ما يُلدّن الفولاذ بشكلٍ متساوٍ، فيما يُسمى "التلدين الكامل"، مما يُنتج صلابةً شبه موحدة، ولكن في بعض الأحيان يُسخّن بشكلٍ غير متساوٍ، فيما يُشار إليه باسم "التلدين التفاضلي"، مما يُنتج تباينًا في الصلابة. ^{[ 4 ]}

التصليد تقنية قديمة للمعالجة الحرارية. أقدم مثال معروف للمارتنسيت المتصلد هو فأس عُثر عليه في الجليل ، ويعود تاريخه إلى ما بين 1200 و1100 قبل الميلاد. ^{[ 5 ]} استُخدمت هذه العملية في جميع أنحاء العالم القديم، من آسيا إلى أوروبا وأفريقيا. جُرِّبت العديد من الطرق المختلفة وأحواض التبريد للتبريد السريع خلال العصور القديمة، بدءًا من التبريد في البول أو الدم أو المعادن مثل الزئبق أو الرصاص، لكن عملية التصليد ظلت دون تغيير يُذكر عبر العصور. غالبًا ما كان يُخلط بين التصليد والتبريد السريع، وكثيرًا ما استُخدم المصطلح لوصف كلتا التقنيتين. في عام 1889، كتب السير ويليام تشاندلر روبرتس-أوستن : "لا يزال هناك الكثير من اللبس بين كلمات "التصليد" و"التصليد" و"التصليد" في كتابات حتى كبار العلماء، لذا من الأفضل أن نضع هذه التعريفات القديمة في الاعتبار بعناية. سأستخدم كلمة التصليد بنفس معنى التليين." ^{[ 6 ]}

In metallurgy, one may encounter many terms that have very specific meanings within the field, but may seem rather vague when viewed from the outside. Terms such as "hardness," "impact resistance," "toughness," and "strength" can carry many different connotations, making it sometimes difficult to discern the specific meaning. Some of the terms encountered, and their specific definitions are:

• Strength – Resistance to permanent deformation and tearing. Strength, in metallurgy, is still a rather vague term, so is usually divided into yield strength (strength beyond which deformation becomes permanent), tensile strength (the ultimate tearing strength), shear strength (resistance to transverse, or cutting forces), and compressive strength (resistance to elastic shortening under a load).
• Toughness – Resistance to fracture, as measured by the Charpy test. Toughness often increases as strength decreases, because a material that bends is less likely to break.
• Hardness – A surface's resistance to scratching, abrasion, or indentation. In conventional metal alloys, there is a linear relation between indentation hardness and tensile strength, which eases the measurement of the latter.^[7]
• Brittleness – Brittleness describes a material's tendency to break before bending or deforming either elastically or plastically. Brittleness increases with decreased toughness, but is greatly affected by internal stresses as well.
• Plasticity – The ability to mold, bend or deform in a manner that does not spontaneously return to its original shape. This is proportional to the ductility or malleability of the substance.
• Elasticity – Also called flexibility, this is the ability to deform, bend, compress, or stretch and return to the original shape once the external stress is removed. Elasticity is inversely related to the Young's modulus of the material.
• Impact resistance – Usually synonymous with high-strength toughness, it is the ability to resist shock-loading with minimal deformation.
• Wear resistance – Usually synonymous with hardness, this is resistance to erosion, ablation, spalling, or galling.
• السلامة الهيكلية - القدرة على تحمل أقصى حمل مصنف مع مقاومة الكسر، ومقاومة الإجهاد ، وإنتاج الحد الأدنى من الانثناء أو الانحراف ، لتوفير أقصى عمر خدمة .

نادرًا ما تتفاعل المعادن مع المعالجة الحرارية بنفس الطريقة أو بنفس القدر الذي يتفاعل به الفولاذ الكربوني ، وقد يختلف سلوك الفولاذ الكربوني في المعالجة الحرارية اختلافًا جذريًا تبعًا لعناصر السبائك. يمكن تليين الفولاذ ليصبح شديد الليونة من خلال التلدين ، أو يمكن تقسيته ليصبح صلبًا وهشًا كالزجاج عن طريق التبريد السريع . مع ذلك، يكون الفولاذ في حالته المتصلبة هشًا للغاية، ويفتقر إلى مقاومة الكسر اللازمة لاستخدامه في معظم التطبيقات. يُعدّ التلدين طريقةً لتقليل الصلابة، وبالتالي زيادة مطيلية الفولاذ المُقسّى، لإضفاء بعض المرونة والليونة عليه. يسمح هذا للمعدن بالانحناء قبل الكسر. اعتمادًا على مقدار التلدين المُضاف إلى الفولاذ، قد ينحني انحناءً مرنًا (يعود الفولاذ إلى شكله الأصلي بمجرد إزالة الحمل)، أو قد ينحني انحناءً لدنًا (لا يعود الفولاذ إلى شكله الأصلي، مما يؤدي إلى تشوه دائم)، قبل أن ينكسر . تُستخدم عملية التصليد لتحقيق توازن دقيق في الخواص الميكانيكية للمعدن، مثل مقاومة القص ، ومقاومة الخضوع ، والصلابة ، والليونة ، ومقاومة الشد ، وذلك للحصول على أي توليفة من هذه الخواص، مما يجعل الفولاذ مفيدًا لمجموعة واسعة من التطبيقات. تتطلب الأدوات مثل المطارق والمفاتيح مقاومة جيدة للتآكل والصدمات والتشوه. أما النوابض، فلا تتطلب مقاومة عالية للتآكل، ولكن يجب أن تتشوه بشكل مرن دون أن تنكسر. تميل قطع غيار السيارات إلى أن تكون أقل قوة، ولكنها تحتاج إلى التشوه اللدن قبل أن تنكسر.

باستثناء حالات نادرة تتطلب أقصى صلابة أو مقاومة للتآكل، مثل الفولاذ غير المُقسّى المستخدم في صناعة المبارد ، فإن الفولاذ المُقسّى يُقسّى دائمًا بدرجة ما. مع ذلك، يُخضع الفولاذ أحيانًا لعملية تلدين تُسمى التطبيع ، مما يجعله أقل صلابة. يُستخدم التطبيع أحيانًا على الفولاذ المُطَبَّع لزيادة تليينه، مما يُحسّن قابليته للطرق والتشكيل لتسهيل عمليات تشكيل المعادن . كما يُمكن استخدام التطبيع على الفولاذ الملحوم لتخفيف بعض الإجهادات والصلابة الزائدة المتولدة في المنطقة المتأثرة بالحرارة حول اللحام. ^{[ 3 ]}

الحدادة

كانت عملية التصليد في الأصل عملية يستخدمها ويطورها الحدادون (صانعو الحديد). ويُرجح أن الحيثيين في الأناضول (تركيا الحديثة) هم من طوروا هذه العملية في القرنين الثاني عشر أو الحادي عشر قبل الميلاد. وبدون معرفة علم المعادن، تم ابتكار التصليد في البداية من خلال أسلوب التجربة والخطأ.

نظرًا لقلة طرق قياس درجة الحرارة بدقة حتى العصر الحديث، كان يُعتمد عادةً على مراقبة لون المعدن أثناء عملية التصليد. وكانت هذه العملية تتم غالبًا بتسخين المعدن فوق موقد من الفحم أو الفحم الحجري ، أو باستخدام النار، مما يجعل تثبيت المعدن عند درجة الحرارة المناسبة تمامًا للمدة الزمنية الصحيحة أمرًا غير ممكن في أغلب الأحيان. لذا، كان التصليد يتم عادةً بتسخين المعدن ببطء وبشكل متساوٍ، بناءً على لونه، ثم تبريده فورًا، إما في الهواء الطلق أو بغمره في الماء. وقد حقق هذا الأسلوب نفس تأثير التسخين عند درجة الحرارة المناسبة للمدة الزمنية الصحيحة، وتجنب التقصف الناتج عن التصليد السريع. ومع ذلك، ورغم وجود أدلة إرشادية لألوان التصليد، فإن هذه الطريقة تتطلب عادةً قدرًا كبيرًا من الممارسة لإتقانها، لأن النتيجة النهائية تعتمد على عوامل عديدة، منها تركيب الفولاذ، وسرعة التسخين، ونوع مصدر الحرارة ( مؤكسد أو مكربن )، ومعدل التبريد، ووجود طبقات زيتية أو شوائب على السطح، والعديد من الظروف الأخرى التي تختلف من حداد لآخر، بل وحتى من مشروع لآخر. يلعب سُمك الفولاذ دورًا أيضًا. ففي القطع السميكة، يسهل تسخين السطح فقط إلى درجة الحرارة المناسبة قبل أن تتغلغل الحرارة إلى الداخل. مع ذلك، قد لا تتمكن القطع السميكة جدًا من التصلب بالكامل أثناء التبريد السريع. ^{[ 11 ]}

ألوان التقسية

إذا تم طحن الفولاذ أو صنفرته أو تلميعه حديثًا، فإنه يُكوّن طبقة أكسيد على سطحه عند تسخينه. ومع ارتفاع درجة حرارة الفولاذ، يزداد سُمك طبقة أكسيد الحديد . ورغم أن أكسيد الحديد ليس شفافًا في الأحوال العادية، إلا أن هذه الطبقات الرقيقة تسمح بمرور الضوء، حيث ينعكس عن سطحيها العلوي والسفلي. وهذا يُسبب ظاهرة تُسمى تداخل الأغشية الرقيقة ، والتي تُنتج ألوانًا على السطح. ومع ازدياد سُمك هذه الطبقة مع ارتفاع درجة الحرارة، تتغير الألوان من الأصفر الفاتح جدًا إلى البني، ثم إلى البنفسجي، وأخيرًا إلى الأزرق. تظهر هذه الألوان عند درجات حرارة دقيقة جدًا، مما يُوفر للحداد مقياسًا دقيقًا للغاية لقياس درجة الحرارة. وفيما يلي الألوان المختلفة، ودرجات الحرارة المُقابلة لها، وبعض استخداماتها:

• أصفر باهت – 176 درجة مئوية (349 درجة فهرنهايت) – أدوات النقش، شفرات الحلاقة، أدوات الكشط  
• قش خفيف – 205 درجة مئوية (401 درجة فهرنهايت) – مثاقب الصخور، وموسعات الثقوب، ومناشير قطع المعادن  
• قش داكن – 226 درجة مئوية (439 درجة فهرنهايت) – أدوات التحديد، شفرات المسحاج  
• براون – 260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت) – صنابير، قوالب، رؤوس مثقاب، مطارق، أزاميل باردة  
• أرجواني – 282 درجة مئوية (540 درجة فهرنهايت) – أدوات جراحية، مثاقب، أدوات نحت الحجر  
• أزرق داكن – 310 درجة مئوية (590 درجة فهرنهايت) – مفكات براغي، مفاتيح ربط  
• أزرق فاتح – 337 درجة مئوية (639 درجة فهرنهايت) – نوابض، مناشير قطع الخشب  
• رمادي مزرق – 371 درجة مئوية (700 درجة فهرنهايت) وما فوق – الفولاذ الإنشائي  

بالنسبة للفولاذ الكربوني، يفقد أكسيد الحديد شفافيته بعد تجاوز اللون الرمادي المائل للأزرق، ولا يمكن حينها تحديد درجة الحرارة بهذه الطريقة، على الرغم من أن سبائك أخرى كالفولاذ المقاوم للصدأ قد تُنتج نطاقًا أوسع بكثير يشمل الذهبي والأزرق المخضر والأرجواني. كما تزداد سماكة الطبقة مع مرور الوقت، وهذا سبب آخر لاستخدام التسخين الزائد والتبريد الفوري. يبدأ الفولاذ في فرن التصليد، عند درجة حرارة 205 درجة مئوية (401 درجة فهرنهايت) لفترة طويلة، بالتحول إلى اللون البني أو الأرجواني أو الأزرق، حتى لو لم تتجاوز درجة الحرارة تلك اللازمة لإنتاج لون القش الفاتح. قد تؤثر مصادر الحرارة المؤكسدة أو الكربنة أيضًا على النتيجة النهائية. تحمي طبقة أكسيد الحديد، على عكس الصدأ ، الفولاذ من التآكل من خلال التخميل . ^{[ 12 ]}  

التبريد التفاضلي

التصليد التفاضلي هو أسلوب يُستخدم فيه درجات مختلفة من التصليد لأجزاء مختلفة من الفولاذ. يُستخدم هذا الأسلوب بكثرة في صناعة السيوف والسكاكين ، لتوفير حافة شديدة الصلابة مع تليين الجزء الخلفي أو مركز النصل. يُؤدي ذلك إلى زيادة المتانة مع الحفاظ على حافة شديدة الصلابة والحدة ومقاومة للصدمات، مما يُساعد على منع الكسر. كانت هذه التقنية أكثر شيوعًا في أوروبا، على عكس تقنيات التصليد التفاضلي الأكثر انتشارًا في آسيا، كما هو الحال في صناعة السيوف اليابانية .

تتضمن عملية التصليد التفاضلي تسخين جزء محدد من النصل، عادةً ما يكون ظهر النصل أو مركز النصل ذي الحدين. أما في حالة النصل ذي الحد الواحد، فيُسخّن ظهر النصل فقط، غالبًا باستخدام لهب أو قضيب ساخن. ثم يُراقب النصل بعناية أثناء تشكل ألوان التصليد وانتشارها ببطء نحو الحافة. ​​بعد ذلك، تُزال الحرارة قبل أن يصل اللون الأصفر الباهت إلى الحافة. ​​تستمر الألوان في الانتشار نحو الحافة لفترة وجيزة بعد إزالة الحرارة، لذا يُزيل الحداد الحرارة عادةً قبل ذلك بقليل، بحيث يصل اللون الأصفر الباهت إلى الحافة فقط ولا ينتشر أبعد من ذلك. تُستخدم طريقة مماثلة للنصل ذي الحدين، ولكن يُسخّن مركز النصل، مما يسمح للألوان بالانتشار نحو كل حافة. ^{​​[ 13 ]}

التبريد المتقطع

تُعرف طرق التبريد المتقطع عادةً باسم التطبيع، على الرغم من اختلافها الكبير عن التطبيع التقليدي. تتضمن هذه الطرق التبريد إلى درجة حرارة محددة أعلى من درجة حرارة بدء تحول المارتنسيت (M_{_s} )، ثم تثبيتها عند تلك الدرجة لفترات زمنية طويلة. وبحسب درجة الحرارة والمدة، يسمح ذلك إما بتكوين البينيت النقي ، أو يؤجل تكوين المارتنسيت حتى تخف معظم الإجهادات الداخلية. تُعرف هذه الطرق باسم التطبيع الأوستنيتي والتطبيع المارتنسيتي. ^{[ 14 ]}

التصلب الأوستنيتي

التصليد الأوستنيتي تقنية تُستخدم لتكوين البينيت النقي، وهو بنية مجهرية انتقالية تقع بين البيرلايت والمارتنسيت. في عملية التطبيع، عادةً ما يوجد البينيت العلوي والسفلي مختلطًا بالبيرلايت. لتجنب تكوّن البيرلايت أو المارتنسيت، يُغمر الفولاذ في حمام من المعادن المنصهرة أو الأملاح. يؤدي ذلك إلى تبريد الفولاذ بسرعة إلى ما بعد درجة حرارة تكوّن البيرلايت، وصولًا إلى نطاق تكوّن البينيت. بعد ذلك، يُحفظ الفولاذ عند درجة حرارة تكوّن البينيت، متجاوزًا درجة الحرارة التي تصل عندها إلى حالة التوازن، حتى يتكوّن البينيت بالكامل. ثم يُخرج الفولاذ من الحمام ويُترك ليبرد في الهواء، دون تكوّن البيرلايت أو المارتنسيت.

اعتمادًا على درجة حرارة التثبيت، يمكن أن ينتج عن عملية التبريد الأوستنيتي إما البينيت العلوي أو السفلي. البينيت العلوي عبارة عن بنية صفائحية تتشكل عند درجات حرارة أعلى من 350 درجة مئوية (662 درجة فهرنهايت) وهي بنية مجهرية أكثر صلابة. أما البينيت السفلي فهو بنية إبرية الشكل، تتشكل عند درجات حرارة أقل من 350 درجة مئوية، وهو أقوى ولكنه أكثر هشاشة. ^{[ 15 ]} في كلتا الحالتين، تُنتج عملية التبريد الأوستنيتي قوة وصلابة أكبر لصلابة معينة، والتي تتحدد في الغالب بالتركيب الكيميائي وليس بسرعة التبريد، كما تُقلل من الإجهادات الداخلية التي قد تؤدي إلى الكسر. ينتج عن ذلك فولاذ ذو مقاومة فائقة للصدمات. غالبًا ما تُصنع المثاقب والأزاميل الحديثة بتقنية التبريد الأوستنيتي. ولأن هذه العملية لا تُنتج المارتنسيت، فإن الفولاذ لا يحتاج إلى مزيد من التصليد. ^{[ 14 ]}   

مارتمبيرينج

تُشبه عملية التبريد المارتنسيتي عملية التبريد الأوستنيتي، حيث يُغمر الفولاذ في حمام من المعدن المنصهر أو الأملاح لتبريده بسرعة إلى ما بعد نطاق تكوين البيرلايت. إلا أن الهدف في التبريد المارتنسيتي هو تكوين المارتنسيت بدلاً من البينيت. يُبرد الفولاذ إلى درجة حرارة أقل بكثير من تلك المستخدمة في التبريد الأوستنيتي، أي أعلى بقليل من درجة حرارة بدء تكوين المارتنسيت. ثم يُحافظ على المعدن عند هذه الدرجة حتى تصل درجة حرارة الفولاذ إلى حالة توازن. بعد ذلك، يُخرج الفولاذ من الحمام قبل تكوّن البينيت، ويُترك ليبرد في الهواء، مما يحوله إلى مارتنسيت. يسمح توقف التبريد بتخفيف الكثير من الإجهادات الداخلية قبل تكوّن المارتنسيت، مما يقلل من هشاشة الفولاذ. مع ذلك، يحتاج الفولاذ المُبرد بالمارتنسيتي عادةً إلى مزيد من التبريد لضبط صلابته ومتانته، باستثناء حالات نادرة حيث تكون الصلابة القصوى مطلوبة دون الهشاشة المصاحبة لها. غالبًا ما تُعالج المبارد الحديثة بالتبريد المارتنسيتي. ^{[ 14 ]}

تُضاف عناصر عديدة إلى الفولاذ في كثير من الأحيان. والهدف الرئيسي من إضافة هذه العناصر هو زيادة صلابته وتقليل تليينه عند درجات الحرارة العالية. فعلى سبيل المثال، قد يُضاف إلى فولاذ الأدوات عناصر مثل الكروم أو الفاناديوم لزيادة كلٍّ من المتانة والقوة، وهو أمر ضروري لأدوات مثل المفاتيح والمفكات . من جهة أخرى، تحتاج رؤوس المثاقب والمبارد الدوارة إلى الحفاظ على صلابتها عند درجات الحرارة العالية. ويمكن أن تؤدي إضافة الكوبالت أو الموليبدينوم إلى احتفاظ الفولاذ بصلابته، حتى في درجات الحرارة المرتفعة جدًا، مما يُنتج فولاذًا عالي السرعة. غالبًا ما تُضاف كميات صغيرة من عناصر مختلفة إلى الفولاذ لإكسابه الخصائص المطلوبة، بدلًا من إضافة عنصر أو عنصرين فقط.

تتميز معظم عناصر السبائك (المذابات) بميزة زيادة الصلابة، بالإضافة إلى خفض درجة حرارة بدء تحول المارتنسيت ودرجة حرارة تحول الأوستنيت إلى الفريت والسمنتيت. أثناء التبريد السريع، يسمح ذلك بمعدل تبريد أبطأ، مما يتيح تقوية القطع ذات المقاطع العرضية السميكة إلى أعماق أكبر مما هو ممكن في الفولاذ الكربوني العادي، وبالتالي الحصول على قوة أكثر تجانسًا.

تختلف طرق تلطيف سبائك الصلب اختلافًا كبيرًا، تبعًا لنوع وكمية العناصر المضافة. عمومًا، تبقى عناصر مثل المنغنيز والنيكل والسيليكون والألومنيوم مذابة في الفريت أثناء التلطيف ، بينما يترسب الكربون. عند التبريد السريع، تُنتج هذه العناصر المذابة عادةً زيادة في الصلابة مقارنةً بالصلب الكربوني العادي ذي المحتوى الكربوني نفسه. عند تلطيف سبائك الصلب المقساة، التي تحتوي على كميات معتدلة من هذه العناصر، عادةً ما تلين السبيكة بشكل متناسب مع الصلب الكربوني.

مع ذلك، أثناء عملية التلدين، تترسب عناصر مثل الكروم والفاناديوم والموليبدينوم مع الكربون. إذا احتوى الفولاذ على تركيزات منخفضة نسبيًا من هذه العناصر، يمكن إبطاء عملية تليين الفولاذ حتى الوصول إلى درجات حرارة أعلى بكثير مقارنةً بتلك اللازمة لتلدين الفولاذ الكربوني. وهذا يسمح للفولاذ بالحفاظ على صلابته في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية أو الاحتكاك العالي. مع ذلك، يتطلب هذا أيضًا درجات حرارة عالية جدًا أثناء التلدين لتحقيق انخفاض في الصلابة. إذا احتوى الفولاذ على كميات كبيرة من هذه العناصر، فقد يؤدي التلدين إلى زيادة في الصلابة حتى الوصول إلى درجة حرارة معينة، وعندها تبدأ الصلابة في الانخفاض. ^{[ 20 ] [ 21 ]} على سبيل المثال، عادةً ما يصل فولاذ الموليبدينوم إلى أعلى صلابة له عند حوالي 315 درجة مئوية (599 درجة فهرنهايت)، بينما يتصلب فولاذ الفاناديوم تمامًا عند تلدينه إلى حوالي 371 درجة مئوية (700 درجة فهرنهايت) . عند إضافة كميات كبيرة جدًا من المواد المذابة، قد تتصرف سبائك الصلب مثل سبائك التصلب بالترسيب، والتي لا تلين على الإطلاق أثناء عملية التلدين. ^{[ 22 ]}    

يتوفر الحديد الزهر بأنواع عديدة، تبعًا لمحتواه من الكربون. ومع ذلك، يُصنف عادةً إلى حديد زهر رمادي وحديد زهر أبيض، وذلك بحسب شكل الكربيدات. في الحديد الزهر الرمادي، يكون الكربون في الغالب على شكل جرافيت ، بينما في الحديد الزهر الأبيض، يكون عادةً على شكل سمنتيت . يتكون الحديد الزهر الرمادي بشكل أساسي من بنية دقيقة تُسمى البيرلايت ، ممزوجة بالجرافيت وأحيانًا بالفريت. يُستخدم الحديد الزهر الرمادي عادةً في عملية الصب، وتتحدد خصائصه بتركيبه.

يتكون الحديد الزهر الأبيض في معظمه من بنية دقيقة تُسمى الليديبوريت ممزوجة بالبيرلايت. يتميز الليديبوريت بصلابته العالية، مما يجعل الحديد الزهر هشًا للغاية. إذا كان للحديد الزهر الأبيض تركيبة تحت اليوتكتيكية ، فإنه يُخضع عادةً لعملية تلطيف لإنتاج حديد زهر قابل للطرق أو السحب. تُستخدم طريقتان للتلطيف، تُسميان "التلطيف الأبيض" و"التلطيف الأسود". يهدف كلا الطريقتين إلى تحلل السمنتيت الموجود داخل الليديبوريت، مما يزيد من قابلية السحب. ^{[ 23 ]}

بدأ استخدام سبائك التصليد بالترسيب في أوائل القرن العشرين. تندرج معظم السبائك القابلة للمعالجة الحرارية ضمن فئة سبائك التصليد بالترسيب، بما في ذلك سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم والتيتانيوم والنيكل . كما تُعدّ العديد من أنواع الفولاذ عالي السبائك من سبائك التصليد بالترسيب. تصبح هذه السبائك أكثر ليونة من المعتاد عند تبريدها السريع ، ثم تتصلب بمرور الوقت. ولهذا السبب، يُشار إلى التصليد بالترسيب غالبًا باسم "التقادم".

على الرغم من أن معظم سبائك التصليد بالترسيب تتصلب في درجة حرارة الغرفة، إلا أن بعضها لا يتصلب إلا في درجات حرارة مرتفعة، وفي سبائك أخرى، يمكن تسريع عملية التصلب بالتقادم في درجات حرارة مرتفعة. يُطلق على التقادم في درجات حرارة أعلى من درجة حرارة الغرفة اسم "التقادم الاصطناعي". ورغم أن هذه الطريقة مشابهة للتطبيع، إلا أن مصطلح "التطبيع" لا يُستخدم عادةً لوصف التقادم الاصطناعي، لأن العمليات الفيزيائية (مثل: ترسيب الأطوار بين الفلزية من سبيكة فائقة التشبع )، والنتائج المرجوة (مثل: التقوية بدلاً من التليين)، ومدة البقاء عند درجة حرارة معينة، تختلف اختلافًا كبيرًا عن التطبيع المستخدم في الفولاذ الكربوني.

• التلدين (علم المعادن)
• التصلب الأوستنيتي
• تعزيز الهطول
• زجاج مقسّى

• دليل مرجعي لعمليات التصنيع من تأليف روبرت هـ. تود، وديل ك. ألين، وليو ألتينغ، صفحة 410
• سبيش، جي آر؛ ليزلي، دبليو سي (مايو 1972). "تطبيع الفولاذ" . المعاملات المعدنية . 3 (5): 1043-1054 . doi : 10.1007/BF02642436 .

• مناقشة شاملة لعمليات التصليد
• صفحة ويب تعرض ألوان التسخين والتسخين والتلطيف