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Q345D钢管热处理缺陷及其预防

Q345D钢管热处理缺陷及其预防

  • 所属:Q345D钢管
  • 时间:2018-09-14 23:32:09
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Q345D钢管热处理缺陷及其预防


 应做好加热温度、加热速度和加热时间合理配合,以防止管坯产生过热或者过烧。实际操作过程中,为了实现以上的基本要求,应当注意一下几个基本问题:按照铁-碳相图来确定管坯的加热温度注意调节炉内气氛,均热段要保持弱还原性火焰,根据燃气的发热值合理调节燃气和空气的空燃比在保证管坯不产生加热裂纹的前提下,采用高温短时快速加热;对于加热时间和保温时间,综合考虑加热氧化、脱碳和温度均匀性的要求。荒管加热缺陷及其预防?轧管机轧后的荒管,一般不能保证温度的均匀一致,也难以保证荒管的终轧温度要求,因此需要在定径前进行再加热。本文重点介绍电感式荒管再加热炉。电感应式荒管在加热炉由高频供电系统、感应线圈、电容器、冷却水系统、电器控制系统和仪表检测系统等六部分构成。荒管通过带电感应线圈时加热。与传统的步进式加热炉相比,基建投资减少70%能耗和维修费用也比较低。荒管的加热时间不超过30属于特快速加热,荒管加热后的晶粒很细,综合力学性能会得到显著改善,其次加热过程中没有烧损,有效的提高了钢管的成材率。详见书70页)荒管再加热过程中的主要质量缺陷包括,加热过程中应防止管坯产生过氧化、表面裂纹、粘结等;加热制度合理。钢管加热质量好。荒管的加热不均、加热温度太高或者太低、金相组织不合理、表面严重氧化和脱碳、过热或者过烧,以及管体在加热炉内的机械擦伤。钢管热处理缺陷及其预防?金属材料热处理分为整体热处理、表面热处理和化学热处理。钢管热处理一般采用整体热处理。一般都经过加热、保温、冷却等基本过程,这些过程中都有可能产生缺陷。钢管的热处理缺陷主要包括钢管组织性能不合格、尺寸超标以及表面裂纹、擦伤、严重氧化、脱碳、过热、过烧等。Q345D钢管的热处理工艺特点:第一道工序是加热:一种是临界点Ac1或者Ac3以下的加热;另一种是临界点Ac1或者Ac3以上的加热。第一种主要是稳定钢的组织和消除钢管的残余应力,第二种主要是将钢奥氏体化。第二道工序是保温:目的均匀钢管的加热温度,以得到合理的加热组织。第三道工序是冷却:冷却过程是钢管热处理的关键工序,决定钢管在冷却后的金相组织和力学性能。实际生产过程中所采用的钢管冷却方式是多种多样的经常采用的冷却方式有炉冷、空冷、油冷、聚合物冷、水冷。根据不同的钢管加热温度,结合不同的钢管冷却速度,分为正火、退火、回火、淬火及其他工艺。正火:细化奥氏体晶粒,均匀内部组织和改变残余应力状态,提高钢管的综合性能。减轻钢管在变形过程中的所形成的带状组织和混晶(但是不能消除因钢中的偏析和夹杂物等造成的带状组织)消除过共析钢中的网状碳化物,有利于球化退火;用作中碳钢及合金结构钢管淬火前的预处理,以细化晶粒使组织均匀,减少淬火工序所产生的钢管缺陷;对于低碳钢和低合金钢钢管用以替代退火,改善钢管的切削性能;也可以作为要求不高的普通钢管的最终热处理。退火:分为再结晶退火、完全退火、等温退火、球化退火和消除残余应力退火。一般高碳、低合金和合金钢钢管,需要通过退火降低其硬度和强度,提高塑性,消除内应力和组织不均,细化结晶组织,以利于钢管的机加工和为钢管的最终热处理奠定基础。回火;一般分为低温回火(150-250°C中温回火(350-500°C和高温回火(500-650°C提高钢管的塑性和韧性;使钢管获得良好的综合力学性能,降低或者消除钢管在淬火时所产生的残余应力以及稳定钢管尺寸,使钢管在使用过程中不发生变化。回火一般采用空冷,为防止钢管重新产生内应力,应该缓慢冷却;对于高温回火脆性的钢管,回火后应采用快速冷却,如油冷。淬火:将金属材料加热到奥氏体Ac3线以上30-50°C保温一段时间后使钢管快速冷却而得到马氏或者贝氏体的工艺过程。钢管淬火后会产生热应力和组织应力,一般可通过回火消除和改善。淬火和回火结合(调质)能使钢材的综合性能得到大幅提高。其他工艺还有,固溶处理和保护气体热处理等。热处理缺陷及其预防?钢管组织性能不合格:钢管奥氏体化之后,根据其不同的碳含量和不同的冷却速度,可以得到珠光体组织、贝氏体组织、马氏体组织。如果热处理工艺控制不当就可能产生魏氏组织。魏氏组织是一种过热组织。对钢管的综合性能有不良影响(该组织在高温持久性能方面比较优异)会使钢管常温强度降低、脆性增加。较轻的魏氏组织可以采用适当温度的正火来消除,而程度较重的魏氏组织可以用二次正火来消除。第一次正火温度 较高,第二次正火温度较低。同时还起到细化晶粒的作用。过冷奥氏体转变曲线(TTT和过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT制定热处理冷却速度的重要依据。钢管尺寸不合格?钢管经热处理后,某些情况下其尺寸会发生明显变化而出现超差,包括钢管的外径、椭圆度以及弯曲度的变化。一般发生在淬火工艺时。

112.jpgQ345D常常回火工序后增设定径工序。钢管的椭圆度变化通常发生在钢管的端部,主要是因为大口径薄壁管在进行长时间的加热时,因管端“烧塌”造成的一般来讲,钢管的弯曲可以通过矫直机进行矫正。当弯曲度很大时,会造成钢管在Q345D运输上的困难,矫直时钢管会会产生很大的矫直应力。会严重降低钢管的抗挤毁性能和耐腐蚀性能等。更有甚者,钢管在矫直过程中发生矫裂或者矫断。钢管的表面裂纹?钢管的热处理过程中,过大的温度应力会使钢管产生表面裂纹。钢管表面裂纹主要是因加热速度或冷却速度过快而造成。高合金厚壁管加热时,如果加热炉温度过高,钢管进入炉内遭遇较快的快速加热,此时容易产生较大的温度应力,趋向开裂。为了减轻钢管的热处理裂纹,一方面要根据钢种制定不同的加热制度,选用合适的淬火介质。另一方面应该尽快对淬火的钢管进行回火或者退火以消除残余应力。穿孔毛管质量缺陷及其预防?穿孔毛管质量缺陷主要包括:毛管壁厚不均、内直道、外直道、表面结疤和划伤、内折、外折和离层等。纵轧穿孔工艺与质量缺陷?纵轧穿孔毛管质量缺陷主要与纵轧穿孔工艺特点、工具质量和操作不当等因素有关。纵轧穿孔分为压力冲孔和推轧穿孔。推轧穿孔在无缝钢管发展史上昙花一现,仅仅是圆坯连铸技术发展尚未成熟时的需要采用方坯作为管坯进行穿孔的一种工艺,本文不再赘述。压力冲孔分为卧式和立式压力冲孔两种。压力冲孔机主要由冲孔机液压系统、冲孔模系统、张力柱系统组成。压力冲孔使用不是很广泛,所以本文不再介绍。斜轧穿孔工艺与缺陷?斜轧穿孔由德国mannesman兄弟发明,1886年用于工业生产的目前斜轧穿孔工艺在无缝钢管生产中应用最为广泛。斜轧穿孔机分为两辊穿孔机和三辊穿孔机。其中两辊穿孔机又分为两辊曼式穿孔机、两辊桶式穿孔机、两辊锥式穿孔机、两辊盘式穿孔机。两辊斜轧穿孔变形区分为穿孔准备区、穿孔区、輾轧区、归圆区四个变形区。其中穿孔区是管坯变形量最大并且变形最为剧烈的区域,故容易导致穿孔毛管产生内部质量缺陷。輾轧区由于顶头的母线和轧辊的出口母线互相平行,管壁在此段不会再减薄。但是管壁在此区经过碾轧之后存在增厚现象,此区的金属变形有利于提高毛管的壁厚精度和表面质量。归圆区毛管仅与轧辊接触。对毛管的壁厚精度影响较小。管坯在斜轧穿孔时,四个变形区中所产生的穿孔缺陷是不一样的穿孔准备区主要控制孔腔的预先形成以防止毛管产生裂纹形成毛管内折;穿孔区应防止顶头变形、粘钢而对毛管内表面的划伤以及因严重的变形不均而产生的毛管裂纹使裂纹扩展;輾轧区,应提高毛管的壁厚精度,消除穿孔所带来的毛管管壁的螺旋道;归圆区,应防止导向工具参与变形,避免毛管被导向工具划伤。整个斜轧穿孔过程中,附加变形存在于整个变形区。包括扭转变形、轴向剪切变形和切向剪切变形等。附加变形是金属的变形不协调导致,会带来一系列的不良后果。如:金属的附加变形所引起的附加应力容易导致毛管的内外表面和内部的质量缺陷,并使得所需要的变形能量大大增加。


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