Xử lý nhiệt bề mặt của ống liền mạch

ống thép Xử lý nhiệt

Sưởi ấm:
Gia nhiệt là bước đầu tiên trong quá trình xử lý nhiệt của ống thép liền mạch và việc kiểm soát nhiệt độ của nó ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi cấu trúc của ống thép. Ví dụ, khi nhiệt độ gia nhiệt dưới Ac1, mục đích chính là ổn định kết cấu thép và loại bỏ ứng suất bên trong; khi được nung nóng trên Ac3, nó sẽ đạt được sự austenit hóa của thép. Trong quá trình này, nếu tốc độ gia nhiệt quá nhanh hoặc nhiệt độ không đồng đều có thể dẫn đến cấu trúc bên trong của ống thép không đồng đều và ảnh hưởng đến hiệu suất của nó.

Cách nhiệt:
Chìa khóa của giai đoạn cách nhiệt là đồng nhất nhiệt độ của ống thép và đảm bảo cấu trúc gia nhiệt hợp lý. Nếu thời gian cách nhiệt không đủ, cấu trúc bên trong của ống thép có thể không được biến đổi hoàn toàn, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất sau khi làm mát tiếp theo.

Làm mát:
Quá trình làm mát chắc chắn là liên kết cốt lõi của xử lý nhiệt ống thép, quyết định cấu trúc kim loại và tính chất cơ học của ống thép sau khi làm mát. Các phương pháp làm mát phổ biến bao gồm làm mát lò, làm mát không khí, làm mát dầu, làm mát bằng nước, v.v. Các phương pháp làm mát khác nhau phù hợp với các ống thép có vật liệu và yêu cầu hiệu suất khác nhau. Ví dụ, làm mát bằng nước nhanh có thể đạt được độ cứng cao, nhưng nó cũng dễ tạo ra ứng suất bên trong đáng kể; Tuy nhiên, quá trình làm nguội lò tương đối chậm và có thể làm giảm ứng suất bên trong nhưng độ cứng tăng lên không đáng kể.

Đặc điểm của quá trình xử lý nhiệt ống thép

Bình thường hóa ống thép
Bình thường hóa các ống thép liền mạch bao gồm việc làm nóng các ống thép trên nhiệt độ austenit hóa, giữ chúng và sau đó làm mát chúng từ từ và đều trong không khí. Mục đích chính của nó là tinh chỉnh hạt thép, đồng nhất cấu trúc bên trong, thay đổi trạng thái ứng suất dư và do đó cải thiện hiệu suất toàn diện của ống thép. Chuẩn hóa có thể loại bỏ cấu trúc dải và các tinh thể hỗn hợp được hình thành trong quá trình biến dạng của ống thép. Đối với thép siêu cùng tích, nó cũng có thể loại bỏ các cacbua ròng, tạo điều kiện cho quá trình ủ hình cầu tiếp theo. Trước khi làm nguội thép cacbon trung bình và thép kết cấu hợp kim, quá trình chuẩn hóa có thể được sử dụng như một phương pháp tiền xử lý để tinh chế hạt, làm cho cấu trúc đồng nhất và giảm các khuyết tật làm nguội của ống thép; Đối với thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp, quá trình chuẩn hóa có thể thay thế ủ để cải thiện hiệu suất cắt và cũng có thể được sử dụng làm phương pháp xử lý nhiệt cuối cùng cho các ống thép yêu cầu thấp thông thường.

Ủ ống thép
Ủ là làm nóng ống thép đến nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn nhiệt độ tới hạn (Ac3 hoặc Ac1), giữ nó và sau đó làm nguội từ từ để thu được cấu trúc vi mô gần như cân bằng. Các ống thép có hàm lượng cacbon cao, hợp kim thấp và hợp kim thường cần được ủ để giảm độ cứng và độ bền, cải thiện độ dẻo, loại bỏ ứng suất bên trong và cấu trúc không đồng đều, đồng thời tinh chỉnh cấu trúc hạt, tạo điều kiện thuận lợi cho việc gia công ống thép và lắp đặt nền tảng cho quá trình xử lý nhiệt cuối cùng. Ủ được chia thành nhiều loại, chẳng hạn như ủ kết tinh lại, ủ hoàn toàn, ủ đẳng nhiệt, ủ hình cầu và ủ giảm căng thẳng. Mỗi loại có phạm vi ứng dụng và yêu cầu quy trình cụ thể.

Ủ ống thép
Ủ là làm nóng thép đến nhiệt độ nhất định dưới Ac1, giữ nó và sau đó làm nguội ống thép theo cách cụ thể để có được trạng thái tổ chức ổn định hơn. Mục đích chính của nó là cải thiện độ dẻo và độ dẻo dai của ống thép, đạt được các tính chất cơ học toàn diện tốt, giảm hoặc loại bỏ ứng suất dư bên trong tạo ra trong quá trình làm nguội ống thép, ổn định kích thước của ống thép và ngăn ngừa sự cố tổ chức. thay đổi trong quá trình sử dụng. Sau khi ủ, làm mát không khí thường được sử dụng. Tuy nhiên, đối với các ống thép có độ giòn khi ủ ở nhiệt độ cao, nên sử dụng phương pháp làm mát nhanh như làm mát bằng dầu sau khi tôi luyện.
Ủ ống thép thường được chia thành:
Ủ nhiệt độ thấp 150 ~ 250 độ
Ủ nhiệt độ trung bình 350 ~ 500 độ
Ủ nhiệt độ cao 500 ~ 650 độ

Làm nguội ống thép
Làm nguội là làm nóng ống thép đến 30 - 50 độ trên Ac3, giữ nó và sau đó làm nguội nhanh để thu được cấu trúc martensite (M) và bainite (B). Martensite có độ cứng cao nhưng độ giòn cao và là sản phẩm của quá trình làm nguội nhanh austenite. Sau khi làm nguội, bên trong ống thép xuất hiện ứng suất nhiệt và ứng suất kết cấu, thường cần được loại bỏ và cải thiện bằng cách ủ. Sự kết hợp giữa tôi và tôi (Q + T) có thể cải thiện đáng kể hiệu suất toàn diện của thép, giúp ống thép có độ bền tốt trong khi vẫn duy trì cường độ cao và được sử dụng rộng rãi trong những trường hợp có yêu cầu hiệu suất cao.

Khiếm khuyết xử lý nhiệt của ống thép và các biện pháp phòng ngừa

Cấu trúc và thuộc tính vi mô không đủ tiêu chuẩn
Cấu trúc Widmanstatten là một loại cấu trúc quá nhiệt trong đó các hạt austenite thô ở dạng thép tạo thành ferit và phân bố trên ngọc trai trong quá trình làm mát trong điều kiện gia nhiệt ở nhiệt độ cao. Nó sẽ làm giảm độ bền nhiệt độ phòng của ống thép và tăng độ giòn. Cấu trúc Widmanstatten nhẹ có thể được loại bỏ bằng cách chuẩn hóa ở nhiệt độ thích hợp và các trường hợp nghiêm trọng cần chuẩn hóa thứ cấp. Nhiệt độ chuẩn hóa thứ nhất cao hơn và nhiệt độ chuẩn hóa thứ hai thấp hơn để tinh chế hạt. Sơ đồ cân bằng sắt - cacbon (sơ đồ cân bằng F - C) là cơ sở quan trọng để tính toán nhiệt độ gia nhiệt của ống thép trong quá trình xử lý nhiệt, và sơ đồ TTT và sơ đồ CCT của austenite siêu lạnh là tài liệu tham khảo chính để xác định nhiệt độ làm mát.

Thứ nguyên không đủ tiêu chuẩn
Sự thay đổi đường kính ngoài của ống thép thường xảy ra trong quá trình tôi. Đường kính ngoài tăng do sự thay đổi thể tích do thay đổi cấu trúc gây ra và quá trình định cỡ thường được thêm vào sau khi ủ. Sự thay đổi độ elip của ống thép phổ biến hơn ở các ống thành mỏng có đường kính lớn ở cuối ống thép, và sự uốn cong của ống thép là do gia nhiệt và làm mát không đều, có thể giải quyết bằng cách làm thẳng. Đối với các ống thép có yêu cầu đặc biệt, nên áp dụng quy trình làm thẳng ấm (khoảng 550 độ).

vết nứt bề mặt

Tốc độ làm nóng hoặc làm mát quá mức sẽ tạo ra ứng suất nhiệt quá mức, dẫn đến các vết nứt bề mặt. Để giảm vết nứt, hệ thống sưởi và làm mát phải được xây dựng theo loại thép, nên chọn phương tiện làm nguội phù hợp và ống thép đã được làm nguội phải được tôi luyện hoặc ủ càng sớm càng tốt để loại bỏ ứng suất.

Mài mòn bề mặt hoặc hư hỏng cứng
Nguyên nhân chủ yếu là do sự trượt tương đối giữa ống thép và phôi, dụng cụ và bàn lăn. Trong quá trình sản xuất, cần chú ý đến việc điều chỉnh độ chính xác và bảo dưỡng bôi trơn thiết bị để giảm ma sát, mài mòn và đảm bảo chất lượng bề mặt của ống thép.

Quá trình oxy hóa, khử cacbon, quá nóng hoặc đốt cháy quá mức
Với sự gia tăng nhiệt độ và thời gian, ống thép dễ gặp các vấn đề như oxy hóa và khử cacbon. Quá nóng sẽ làm cho các hạt trở nên thô hơn, và đốt quá mức sẽ làm hỏng nghiêm trọng hiệu suất của ống thép, thậm chí khiến nó bị loại bỏ. Các biện pháp phòng ngừa bao gồm kiểm soát nhiệt độ và thời gian gia nhiệt, sử dụng gia nhiệt không khí bảo vệ (như nạp khí trơ hoặc khí khử), gia nhiệt chân không, v.v. Đồng thời, cần đảm bảo độ kín tốt của lò gia nhiệt, lò ổn định. thành phần khí, đồng thời tăng cường giám sát chất lượng quá trình gia nhiệt phôi thép (ống thép).