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常用的无缝钢管,精密网管的热处理工艺分为两大类: 预备热处理目的:坯料、半成品中的某些缺陷,为后续冷加工,终热处理作组织准备。 终热处理目的:使工件获得所要求的性能。退火与正火的目的 : 钢材经热加工所引起的某些缺陷,或为以后的切削加工及终热处理做好组织准备。一、钢的退火 1、 概念: 将钢件加热到适当温度 (Ac 1 以上或以下),保持一定时间,然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。 2、 目的: (1)降低硬度,提高塑性, (2)细化晶粒,组织缺陷 (3)内应力 (4)为淬火作好组织准备 3、类型:(根据加热温度可分为在临界温度(Ac1或Ac3)以上或以下的退火,前者又称相变重结晶退火,包括完全退火、扩散退火均匀化退火、不完全退火、球化退火;后者包括再结晶退火及去应力退火。) (1) 完全退火: 1) 概念:将亚共析钢(Wc=0.3%~0.6%)加热到AC3+(30~50)℃,完全奥氏体化后,保温缓冷(随炉、埋入砂、石灰中),以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。 2) 目的:细化晶粒、均匀组织、内应力、降低硬度、改善切削加工性能。 3) 工艺:完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下较主温度范围内转变为珠光体。工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透,即工件心部达到要求的加热温度,而且要保证全部看到均匀化的奥氏体,达到完全重结晶。完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。 实际生产时,为了提高生产率,退火冷却至 600℃左右即可出炉空冷。 4) 适用范围:中碳钢和中碳合金钢的铸,焊,锻,轧制件等。 注意事项:低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低,不利于切削加工。过共析钢加热至Accm以上奥氏体状态缓冷退火时,有网状二次渗碳体析出,使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。文章来自网络由"常州精密钢管博客"整理发布,转载请注明出处. (2) 球化退火 1) 概念:使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火。 2) 工艺:一般球化退火工艺Ac 1 +(10~20)℃ 随 炉 冷 至 500~600 ℃空冷。 3) 目的:降低硬度、改善组织、提高塑性和切削加工性能。 4) 适用范围:主要用于共析钢、过共析钢的刃具、量具、模具等。过共析钢中有网状二次渗碳体时,不仅硬度高,难以进行切削加工,而且增大钢的脆性,容易产生淬火变形及开裂。为此,钢热加工后必须加一道球化退火,使网状二次渗碳体和珠光体中的片状渗体发生球化,得到粒状珠光体。 冷却速度和等温温度也会影响碳化物获得球化的效果,冷却速度快或等温温度低,珠光体在较低温度下形成,碳化物颗粒太细,聚集作用小,容易形成片状碳化物,从而使硬度偏高。如果冷却速度过慢或等温温度过高,形成碳化物颗粒较粗大,聚集作用也很强烈,易形成粗细不等的粒状碳化物,使硬度偏低。 (3) 均匀化退火(扩散退火) 1) 工艺:把合金钢铸锭或铸件加热到 Ac 3 以上150~200℃,保温10~15h后缓慢冷却以化学成分不均匀现象的热处理工艺。 2)目的:结晶过程中的枝晶偏析,使成分均匀化。由于加热温度高、时间长,会引起奥氏体晶粒严重粗化,因此一般还需要进行一次完全退火或正火,以细化晶粒、过热缺陷。 3) 适用范围:主要用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件、锻件。 4)注意:高温扩散退火生产周期长,消耗能量大,工件氧化、脱碳严重,成本很高。只是一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭才使用这种工艺。对于一般尺寸不大的铸件或碳钢铸件,因其偏析程度较轻,可采用完全退火来细化晶粒,铸造应力。文章来自网络由"常州精密钢管博客"整理发布,转载请注明出处. (4) 去应力退火 1) 概念: 为去除由于塑性变形加工,焊接等而造成的应力以及铸件内存在的残余应力而进行的退火称为去应力退火。(去应力退火不发生相变) 2) 工艺:将工件缓慢加热到 Ac 1 以下100~200℃(500~600℃)保温一定时间(1~3h)后随炉缓冷至200℃,再出炉冷却。 钢一般在 500~600℃ 铸铁一般在 500~550℃超过550时容易造成珠光体的石墨化。焊接件一般为 500~600℃。 3)适用范围:铸、锻、焊件,冷冲压件以及机加工工件中的残余应力,以稳定钢件的尺寸,减少变形,防止开裂。山东无缝钢管 二、钢的正火 1、概念: 将钢件加热到Ac 3 (或Ac cm)以上30~50℃,保温适当时间后;在静止空气中冷却的热处理工艺称为钢的正火。 2、 目的:细化晶粒,均匀组织,调整硬度等。 3、 组织:共析钢 S 、亚共析钢F+S、过共析钢 4、工艺:正火保温时间和完全退火相同,应以工件透烧,即心部达到要求的加热温度为准,还应考虑钢材、原始组织、装炉量和加热设备等因素。正火冷却方式常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却。对于大件也可采用吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢件的冷却速度,达到要求的组织和性能。文章来自网络由"常州精密钢管博客"整理发布,转载请注明出处. 5、应用范围: 1)改善钢的切削加工性能。碳的含量低于0.25%的碳素钢和低合金钢,退火后硬度较低,切削加工时易于“粘 刀”,通过正火处理,可以减少自由铁素体,获得细片状珠光体,使硬度提高,可以改善钢的切削加工性,提高刀具的寿命和工件的表面光洁程度。 2)热加工缺陷。中碳结构钢铸、锻、轧件以及焊接件在加热加工后易出现粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。通过正火处理可以这些缺陷组织,达到细化晶粒、均匀组织、内应力的目的。 3)过共析钢的网状碳化物,便于球化退火。过共析钢在淬火之前要进行球化退火,以便于机械加工并为淬火作好组织准备。但当过共析钢中存在严重网状碳化物时,将达不到良好的球化效果。通过正火处理可以网状碳化物。 4)提高普通结构零件的机械性能。一些受力不大、性能要求不高的碳钢和合金钢零件采用正火处理,达到一定的综合力学性能,可以代替调质处理,作为零件的终热处理。 三、退火和正火的选择 退火与正火的主要区别: 1、正火的冷却速度比退火稍快,过冷度较大 2、正火后所得到的组织比较细,强度和硬度比退火高一些。退火与正火的选择 : 1、含碳量<0.25%的低碳钢,通常采用正火代替退火。因为较快的冷却速度可以防止低碳钢沿晶界析出游离三次渗碳体,从而提高冲压件的冷变形性能;用正火可以提高钢的硬度,低碳钢的切削加工性能;在没有其它热处理工序时,用正火可以细化晶粒,提高低碳钢强度。 2、含碳量在0.25~0.5%之间的中碳钢也可用正火代替退火,虽然接近上限碳量的中碳钢正火后硬度偏高,但尚能进行切削加工,而且正火成本低、生产率高。 3、含碳量在0.5~0.75%之间的钢,因含碳量较高,正火后的硬度显著高于退火的情况,难以进行切削加工,故一般采用完全退火,降低硬度,改善切削加工性。 4、 含碳量> 0.75%的高碳钢或工具钢一般均采用球化退火作为预备热处理,如有网状二次渗碳体存在,则应先进行正火。退火是将工件加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。缓冷是退火的主要特点,退火件一般随炉冷却至550℃以下时出炉空冷。退火是应用非常广泛的热处理,在工模具或机械零件等的制造过程中,经常作为预备热处理安排在铸锻焊之后,切削(粗)加工之前,用以前一道工序所带来的某些缺陷,并为随后的工序做好准备。 退火目的①降低材料硬度,以利于切削加工;②各类应力,防止零件变形;③细化粗大晶粒,改善内部组织为终热处理做好准备。
“目前,中国钢管业已进入由制造商向服务商转变的新时代。钢管企业要通过以互联网平台为基础,利用信息通信技术与各行业的跨界融合,推动产业转型升级,将工业时代的规模生产转向满足多品种、小批量的个性化需求,不断创造出新产品、新业务与新模式,以确保企业的持续竞争力,实现长远发展目标。”在10月20~22日召开的中国钢结构协会钢管分会七届三次理事扩大会上,钢管分会领导指出,在 推进供给侧结构性改革,着力化解钢铁过剩产能,彻底取缔“地条钢”等政策措施强有力的推动下,我国钢管产量与表观消费量双双微升,钢管价格出现较大幅度回升。
会上,国务院发展研究中心宏观经济研究部研究员张立群做了《当前宏观经济形势与政策取向研判》报告,中国钢铁工业协会副会长迟京东做了《钢铁工业政策现状和发展趋势》报告,中石化物资装备部副总工程师熊建新对ES(E———环境管理体系 S———职业管理体系)标准体系进行了介绍。全国钢标委钢管分技术委员会介绍了焊管企业执行GB/T3091—2015标准检查情况,并向执行标准的企业颁发了。140余名来自中国钢结构协会钢管分会理事单位、部分会员企业代表和经销商就钢管市场形势及未来发展趋势进行了深入的研讨。
1. 再结晶及其对组织性能的影响1. 再结晶过程
变形后的金属在较高温度加热时,由于原子扩散能力增大,被拉长(或压扁)、破碎的晶粒通过重新生核、长大变成新的均匀、细小的等轴晶。这个过程称为再结晶。变形金属进行再结晶后,金属的强度和硬度明显降低,而塑性和韧性大大提高,加工硬化现象被,此时内应力全部消失,物理、化学性能基本上恢复到变形以前的水平。再结晶生成的新的晶粒的晶格类型与变形前、变形后的晶格类型均一样。
2. 再结晶温度
变形后的金属发生再结晶的温度是一个温度范围,并非某一恒定温度。一般所说的再结晶温度指的是 再结晶温度(T再), 通常用经大变形量(70%以上)的冷塑性变形的金属,经一小时加热后能完全再结晶的 温度来表示。 再结晶温度与该金属的熔点有如下关系:
T再=(0.35~0.4)T熔点
式中的温度单位为 温度(K)。 再结晶温度与下列因素有关:
(1)预先变形度 金属再结晶前塑性变形的相对变形量称为预先变形度。预先变形度越大, 金属的晶体缺陷就越多, 组织越不稳定, 再结晶温度也就越低。当预先变形度达到一定大小后, 金属的 再结晶温度趋于某一稳定值。
(2)金属的熔点 熔点越高, 再结晶温度也就越高。
(3)杂质和合金元素 由于杂质和合金元素特别是高熔点元素, 阻碍原子扩散和晶界迁移, 可显著提高 再结晶温度。如高纯度铝(99.999%)的 再结晶温度为80 ℃, 而工业纯铝(99.0%)的 再结晶温度提高到了290 ℃。
(4)加热速度和保温时间 再结晶是一个扩散过程, 需要一定时间才能完成。提高加热速度会使再结晶在较高温度下发生, 而保温时间越长, 再结晶温度越低。
精密无缝钢管酸洗概述
利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物的方法称为酸洗。氧化皮、铁锈等铁的氧化物(Fe3O4,Fe2O3,FeO 等)与酸溶液发生化学反应,形成盐类溶于酸溶液中而被除去。酸洗用酸有硫酸、盐酸、磷酸、硝酸和混合酸等。精密无缝钢管酸洗常用介质:
硫酸、硝酸、磷酸、 。在酸洗时务必加入酸洗缓蚀剂,防止酸对金属的腐蚀。
精密无缝钢管酸洗工艺
主要有浸渍酸洗法、喷射酸洗法和酸膏除锈法。一般多用浸渍酸洗法,大批量生产中可采用喷射法。钢铁零件一般在 10%~20%(体积)硫酸溶液中酸洗,温度为 40℃。当溶液中含铁量超过 80g/L,硫酸亚铁超过 215g/L 时,应更换酸洗液。常温下,用 20%~80%(体积)的盐酸溶液对钢铁进行酸洗,不易发生过腐蚀和氢脆现象。由于酸对金属的腐蚀作用很大,需要添加缓蚀剂。清洗后金属表面成银白色,同时钝化表面,提高不锈钢抗腐蚀能力。 为了硅藻土载体表面吸附,减少色谱峰拖尾,载体在使用前需进行酸洗或碱洗处理。酸洗是把载体用 6mol/L 盐酸浸煮 2h 或浓盐酸加热浸煮30min,过滤,用水洗至中性,烘干。酸洗可除去表面上的铁、铝、钙、镁等杂质,但不能除去硅醇基。酸洗载体适宜于分析酸性样品。
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所谓冷拔,就是在不加热的情况下对金属共建用冷拔机拔长,优点是不用在高温下进行,缺点是残余应力较大,且不能拔得太长冷拔可提高韧性和抗拉强度得到较好的力学性能。
冷拔(轧)无缝钢管流程:圆圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油(镀铜)→多道次冷拔(冷轧)→坯管→热处理→矫直→水压试验(探伤)→标记→入库。冷拉和冷拔的区别:
冷拉和冷拔是金属冷加工的两种不同的方法,两者并非一个概念。冷拉指在金属材料的两端施加拉力,使材料产生拉伸变形的方法;冷拔是指在材料的一端施加拔力,使材料通过一个模具孔而拔出的方法,模具的孔径要较材料的直径小些。冷拔加工使材料除了有拉伸变形外还有挤压变形,冷拔加工一般要在专门的冷拔机上进行。经冷拔加工的材料要比经冷拉加工的材料性能更好些。
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