钢管常用热处理工艺是什么?
热处理的作用就是提高钢管及精密钢管的材料机械性能、消除残余应力和改善钢管金属的切削加工性能
▲ 精密钢管无缝钢管之热处理无氧退火炉
按照热处理不同的目的,热处理工艺可分为两大类:预备热处理和最终热处理。
1.预备热处理
预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等。
(1)退火和正火
退火和正火用于经过热加工的毛坯。含碳量大于0.5%的碳钢和合金钢,为降低其硬度易于切削,常采用退火处理;含碳量低于0.5%的碳钢和合金钢,为避免其硬度过低切削时粘刀,而采用正火处理。退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织,为以后的热处理作准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。
(2)时效处理
时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。
为避免过多运输工作量,对于一般精度的零件,在精加工前安排一次时效处理即可。但精度要求较高的零件(如座标镗床的箱体等),应安排两次或数次时效处理工序。简单零件一般可不进行时效处理。
除铸件外,对于一些刚性较差的精密零件(如精密丝杠),为消除加工中产生的内应力,稳定零件加工精度,常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理。有些轴类零件加工,在校直工序后也要安排时效处理。
(3)调质
调质即是在淬火后进行高温回火处理,它能获得均匀细致的回火索氏体组织,为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形作准备,因此调质也可作为预备热处理。
由于调质后零件的综合力学性能较好,对某些硬度和耐磨性要求不高的零件,也可作为最终热处理工序。
2.最终热处理
最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。
(1)淬火
淬火有表面淬火和整体淬火。其中表面淬火因为变形、氧化及脱碳较小而应用较广,而且表面淬火还具有外部强度高、耐磨性好,而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。为提高表面淬火零件的机械性能,常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理。其一般工艺路线为:下料--锻造--正火(退火)--粗加工--调质--半精加工--表面淬火--精加工。
(2)渗碳淬火
渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢,先提高零件表层的含碳量,经淬火后使表层获得高的硬度,而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳分整体渗碳和局部渗碳。局部渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施(镀铜或镀防渗材料)。由于渗碳淬火变形大,且渗碳深度一般在0.5~2mm之间,所以渗碳工序一般安排在半精加工和精加工之间。
其工艺路线一般为:下料-锻造-正火-粗、半精加工-渗碳淬火-精加工。
当局部渗碳零件的不渗碳部分采用加大余量后,切除多余的渗碳层的工艺方案时,切除多余渗碳层的工序应安排在渗碳后,淬火前进行。
(3)渗氮处理
渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄(一般不超过0.6~0.7mm),渗氮工序应尽量靠后安排,为减小渗氮时的变形,在切削后一般需进行消除应力的高温回火。
根据GB 6479-2000《高压化肥设备用无缝钢管》标准规定:
10#钢管的热处理制度为:正火;
20#钢管的热处理制度为:正火;
16Mn钢管的热处理制度为:正火;
15CrMo钢管的热处理制度为:930℃~960℃正火,680℃~720℃回火,保温时间:周期式炉大于2h,连续炉大于1h;
160MoWVNb钢管的热处理制度为:970℃~990℃正火,730℃~750℃回火,或800℃~820℃高温退火。
参考资料:
http://www.boilertube.cn/news/news26.html正火的主要应用范围有:①用于低碳钢,正火后硬度略高于退火,韧性也较好,可作为切削加工的预处理。②用于中碳钢,可代替调质处理作为最后热处理,也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等,可以消降或抑制网状碳化物的形成,从而得到球化退火所需的良好组织。④用于铸钢件,可以细化铸态组织,改善切削加工性能。⑤用于大型锻件,可作为最后热处理,从而避免淬火时较大的开裂倾向。⑥用于球墨铸铁,使硬度、强度、耐磨性得到提高,如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。 ⑦过共析钢球化退火前进行一次正火,可消除网状二次渗碳体,以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
1. 20G材质的热处理制度:900~930℃正火,热轧管的终轧温度不小于900℃时,可代替正火。
2. 15CrMoG材质的热处理制度:930~960℃正火。680~720℃回火,保温时间:周期式炉大于2h。连续炉大于1h。
3.12Cr1MoVG材质的热处理制度:980~1020℃正火,保温时间按壁厚每毫米1min计,但不少于20min。720~760℃回火,保温时间,周期式炉大于2h,连续炉大于1h,当壁厚大于30mm至40mm,应进行强制冷却;当壁厚大于40mm,应进行调质处理,淬火温度950~990℃,回火温度720~760℃,保温时间:周期式炉大于2h。
4. 1Cr18Ni9材质的热处理制度:固溶处理:固溶温度≥1040℃。
该钢属于优质低碳碳素钢,冷挤压、渗碳淬硬钢。该钢强度低,韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为355~500MPa,伸长率≥24%。
正火可促进该钢球化,细化大块状先共析铁素体,改进小于160HBS毛坯的切削性能。
该钢模具零件工艺路线为:下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成型→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。
钢铁,钢管,无缝钢管,精密钢管等 常用的5种热处理工艺如下:
钢铁钢号众多,钢管,无缝钢管,精密钢管 品种众多,所使用的钢级(种)也不尽相同,同一品种的钢管其化学成分也可能存在一定差异,但经过热处理后钢管都能达到相关技术要求。
所以,钢制 钢管热处理工艺主要有以下5类:
1、淬火+高温回火(又称调质处理)
将钢管加热至淬火温度,使钢管内部组织转变为奥氏体,再以大于临界淬火速度快速冷却,使钢管内部组织转变为马氏体,再配合高温回火,最终使钢管组织转变为均匀的回火索氏体组织。
该工艺不仅可以提高钢管的强度和硬度,还可以将钢管的强度、塑性、韧性有机结合起来。
2、正火(又称常化)
将钢管加热到正火温度,使钢管内部组织完全转变为奥氏体组织之后,以空气为介质进行冷却的热处理工艺。正火后可得到不同的金属组织,如珠光体、贝氏体、马氏体或者它们的混合组织⋯。
该工艺不仅可以细化晶粒、均匀成分、消除应力,还可以提高钢管的硬度并改善其切削性能。
3、正火+回火
将钢管加热至正火温度,使钢管内部组织完全转变为奥氏体组织之后,在空气中冷却,再配合以回火工艺。钢管组织为回火铁素体+珠光体,或铁素体+贝氏体,或回火贝氏体,或回火马氏体,或回火索氏体。
该工艺可以稳定钢管内部组织,提高钢管塑性和韧性。
4、退火
将钢管加热到退火温度并保温一定时间以后,随炉缓慢冷却到一定温度后再出炉冷却的一种热处理工艺。
该工艺作用:
①降低钢管的硬度,提高其塑性,以方便后续的切削加工或冷变形加工;
②细化晶粒,消除组织缺陷,均匀内部组织和成分,改善钢管的性能或为后续工序做准备;
③消除钢管的内应力,以防止变形或开裂。
5、固溶处理
将钢管加热到固溶温度,使碳化物和各种合金元素充分均匀地溶解于奥氏体中,再快速冷却,使碳和合金元素来不及析出,获得单一奥氏体组织的热处理工艺。
该工艺作用:
①均匀钢管的内部组织,均匀钢管的成分;
②消除加工过程中的硬化,以方便后续的冷变形加工;
③恢复不锈钢的耐腐蚀性能。
还有其它的热处理方式 因为不是太常用 所以就不在此处列出来了,如果有要补充的,欢迎给我留言讨论。
组织及说明:基体为片状珠光体,白色为铁素体,构成网络状分布,晶粒大小极不均匀,大晶粒约为2~3级,细晶粒为8级。细晶粒聚集分布。
45号厚壁无缝钢管出现上述组织是由于高温保温时间较短、冷却较快所形成的,出现粗大晶粒将会明显降低材料的力学性能;可采用重新加热、延长保温时间后冷却,组织可得到改善,性能也会随之提高。