Процесс плавной термообработки труб и ее функция

Процесс термообработки бесшовной стальной трубы можно разделить на общую термообработку (отжиг, нормализация, гашение + отпуск) и термообработка поверхности (поверхностное гашение, химическая термообработка и т. Д.) В соответствии с его целью и характеристиками процесса. Ниже приведена подробная классификация, характеристики и анализ функций каждого процесса:
 

Общий процесс термообработки
1. Отжиг
Определение: Процесс нагрева стальной трубы выше критической температуры, сохраняя ее в тепле, а затем медленно охлаждая ее (охлаждение печи, охлаждение ямы и т. Д.).
Функции:
Температура нагрева варьируется в зависимости от типа стали (например, гипоэктоидная сталь, нагретая до AC3, гиперэтэктоидная сталь, нагретая до AC1 и ACM).
Скорость охлаждения медленная, и получается структура равновесного состояния (такая как жемчужный, феррит).
Функция:
Устранение внутреннего напряжения: устраните остаточное напряжение, вызванное холодной работой (такой как проката, сварка) или литья, а также предотвращение деформации и растрескивания.
Уточнение зерна: улучшить перегрев структуру, равномерную микроструктуру и улучшить стабильность механических свойств.
Снижение твердости: повышение производительности резки (например, твердость с высокой углеродистой сталью снижается после отжига, которое легко разрезать).
Типичные применения: используется для бесшовных стальных труб после холодного проката и холодного рисунка, или в качестве предварительной термообработки для подготовки к последующей обработке.
2. Нормализация
Определение: процесс нагрева выше критической температуры, сохранение тепла, а затем воздушное охлаждение (или охлаждение ветра).
Функции:
Скорость охлаждения быстрее отжига, и получается тонкая перлита или структура тростита, а прочность и твердость выше, чем отжига.
Цикл процесса короткий, а стоимость низкая.
Функция:
Улучшить однородность конструкции: устранение сетевых карбидов (таких как гиперэтэктоидная сталь) и уточнить зерна.
Отрегулируйте твердость: для низкоуглеродной стали (такой как 20# сталь), нормализация может увеличить твердость до 170 ~ 210 л.с. и улучшить производительность резки (после отжига, твердость слишком низкая, а нож легко приклеить).
Снятие стресса: хотя эффект слабее, чем отжига, его можно использовать в качестве конечной термообработки обычных структурных частей.
Типичные применения: используется для бесшовных стальных труб для механических конструкций (таких как рукава передачи), или в качестве предварительной термообработки перед гашением.
3. гашение + отпуск
(1) гашение
Определение: нагревание выше критической температуры, хранение тепла, а затем быстро охлаждение (вода, масло, полимерный раствор и т. Д.).
Функции:
Быстрое охлаждение (скорость охлаждения больше, чем критическая скорость гашения), образуя мартенситную структуру, и твердость резко возрастает (может достигать более 50 часов), но оно хрупкое и имеет высокий внутренний стресс.
Его легко деформировать или трещины, и его необходимо использовать с отпуском.
Функция:
Улучшение твердости и износостойкости: подходит для бесшовных стальных труб, которые требуют устойчивости к износу (например, гидравлические цилиндры и подшипники).
Регулируйте механические свойства: обеспечить базовую структуру (мартенсит) для отпуска.
(2) Управление
Он разделен на три категории в соответствии с температурой отпуска:
Низкотемпературное паряки (150 ~ 250 градусов):
Особенности: сохранить высокую твердость (45 ~ 60HRC), уменьшить стресс гашения и хрупкость.
Функция: используется для инструментов, форм и износостойких деталей (таких как бесшовные стальные трубы для бурения).
Средняя температура сдерживания (350 ~ 500 градусов):
Особенности: Получить структуру тростита, высокий предел упругости (σe может достигать 700 ~ 900 МПа).
Функция: Подходит для стальных труб для пружин и упругих элементов.
Высокая температура (500 ~ 650 градусов, то есть гашение и отпуск):
Особенности: Получить структуру тростита, отличные комплексные механические свойства (баланс прочности, пластичность и прочность).
Функция: используется для важных структурных деталей (таких как автомобильные оси, трубопроводы высокого давления), улучшение устойчивости к усталости и сопротивления воздействия.

Процесс тепловой обработки поверхности
1. Поверхностное затвердевание
Определение: Поверхность стальной трубы быстро нагревается и гасит при индукционном нагревании, нагревании пламени и т. Д., И ядро поддерживает вязкость.
Функции:
Твердость поверхности высока (50 ~ 60HRC), а ядро поддерживает исходную вязкость (такую как HB меньше или равна 200 ядра 20# стали после гашения поверхности).
Быстрая скорость нагрева, небольшая деформация и высокая эффективность производства.
Функция:
Улучшение устойчивости к поверхности: подходит для деталей с локальным износом (например, рукава с передач, гидравлические поршневые стерстов).
Удерживайте крепкость ядра: избегайте хрупкости, вызванной общим гашением, подходящим для стальных труб, которые несут ударные нагрузки.
Типичные применения: бесшовные стальные трубы для технического аппарата, рукавов и т. Д.
2. Химическая термообработка
Улучшение поверхностных свойств за счет инфильтрирующих элементов, таких как углерод, азот и бор.
(1) Карбонизация
Определение: нагреть низкоуглеродистую сталь (10#, 20# сталь) до 900 ~ 950 градусов, сохраните ее в теплой среде и позволяйте атомам углерода проникать на поверхность.
Функции:
Содержание поверхностного углерода составляет 0. 8%~ 1,2%, поверхностная твердость составляет 58 ~ 62HRC после гашения + низкотемпература, а ядро поддерживает вязкость низкоуглеродистой стали.
Глубина изготовленного слоя составляет 0. 5 ~ 2 мм, что можно отрегулировать в соответствии с временем изоляции.
Функция:
Устойчивость к износу поверхности, устойчивость к ударам ядра: подходит для деталей, которые несут чередующиеся нагрузки и износ (например, стальные трубы для шестерни и поршневых булавок).
Типичные применения: бесшовные стальные трубы для автомобильных коробок передач, кольца подшипников.
(2) Нитривая
Определение: нагрев до 500 ~ 570 градусов, позволяя атомам азота проникать на поверхность в аммиаке, образуя нитридный слой (например, Fe3n, Fe4n).
Функции:
Чрезвычайно высокая поверхностная твердость (до 1000 ~ 1200HV), превосходная износостойкость и коррозионная стойкость, а также минимальная деформация (низкая температура, не требуется гашение).
Нитричный слой тонкий ({{0}}. 1 ~ 0,6 мм) и имеет высокую стоимость.
Функция:
Устойчивость с высокой износом, коррозионная устойчивость и устойчивость к усталости: подходит для точных деталей (таких как клапаны высокого давления, химические трубопроводы) или стальные трубы, которые не требуют покрытия для защиты от коррозии.
Типичные применения: бесшовные стальные трубы для аэрокосмических, коррозионных трубопроводов высокого давления.
(3) Нитрокарбуризация
Определение: углерод и азот инфильтрируются одновременно, температура процесса ниже, чем карбибилизирует (700 ~ 850 градусов), а производительность карбурсированного слоя находится между карбибиризацией и нитрингом.
Функции:
Высокая поверхностная твердость (60 ~ 70HRC), лучшая стойкость к износу и коррозионная стойкость, чем одноразовый, и лучшая вязкость слоя.
Функция:
Комплексное улучшение свойств поверхности: подходит для деталей со средней нагрузкой и износостойкой и коррозионной стойкостью (например, стальные трубы для гидравлических опор).

Специальный процесс термообработки
1. Изотермический отжиг
Особенности: После нагревания согревайте в диапазоне температуры изотермического преобразования, чтобы быстро получить равномерную структуру (такую как сфероидизированное тело) и сократить время отжига.
Функция: Используется для бесшовных труб с высокой сплавкой для улучшения производительности резки или подготовки к закалке.
2. Отжиг снятия стресса
Особенности: нагревание до AC1 (например, 500 ~ 650 градусов), медленно охлаждение после сохранения тепла, без изменения микроструктуры.
Функция: Устраните остаточное напряжение после сварки и холодного рисунка, а также предотвращайте растрескивание коррозии напряжения (например, стальные трубы для трубопроводов высокого давления и теплообменникам).

Краткое содержание
Процесс термической обработки бесшовных стальных труб достигает точной оптимизации производительности, регулируя температуру нагрева, скорость охлаждения и распределение сплавов:
Общая термообработка в основном улучшает общие механические свойства материала и подходит для конструкционных нагрузочных деталей;
Поверхностная термообработка фокусируется на устойчивости к износу поверхности, коррозионной стойкости и другим характеристикам для удовлетворения потребностей локального повышения производительности.
В практических приложениях процесс должен быть всесторонне выбрать на основе материала (содержание углерода, сплавовые элементы), условия обслуживания (нагрузка, среда) и стоимость обработки стальной трубы для достижения баланса между производительностью и экономикой.