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冷拔精密钢管在不同热处理状态下的性能对比分析

作者:admin 来源:原创 日期:2016/4/21 20:57:17 人气:109

    冷拔精密管新标准GB/T3639-2000于2001年9月1日取代了执行了18年的老标准GB3639-83,钢管交货状态由原来的三种(冷/硬、冷/软、去应力退火)扩展到五种,增加了退火和正火状态,但对三种热处理状态没有提出具体加热制度,且机械性能也只规定了下限,而实际上许多用户对机械性能值的要求比标准要求要高得多,有时还有一些特殊要求。因此,有必要进一步探索热处理工艺,使精密不锈钢管性能既满足标准或用户要求,又保证精密不锈钢管表面质量良好和热处理成本低廉。为此,我们采用常用钢种对其在不同热处理状态下(去应力退火、不完全退火、完全退火和正火)的性能进行了比较试验,得出了初步结论,并在生产实际中得到了应用。

1试验方法

1.1管料准备

    采用常用的精密不锈钢管,钢管初始状态均为冷/硬状态(拔制最后一道的延伸系>1.3),尺寸规格及化学成分见表。

2热处理工艺

   对精密不锈钢管分别进行了去应力退火、不完全退火、完全退火、正火等热处理,试样均取自同一支钢管。处理工艺见表2,采用箱式电炉加热。为了保证结果的准确性每种热处理工艺取两个试样,取测试数据的平均值。

2试验结果

    检测项目包括拉伸、硬度试验,对精密不锈钢管还作压扁、扩口试验和金相组织检侧,为了便于比较对冷/硬状态的钢管也作了相同试验。

3结果分析

3.1拉伸性能

    与冷/硬状态相比,各钢种在去应力退火状态下的强度略有降低,但幅度不大,而伸长率却提高较多。

    不完全退火和完全退火与冷/硬状态相比,精密钢管强度明显降低,伸长率显著增加,但不完全退火和完全退火之间的区别并不明显。正火比退火状态强度略有增加,伸长率则变化不大。

    与GB/T3639-2000精密管标准规定的力学性能比较可以得出,所有状态下试验值都比标准高特别是伸长率,比标准值高许多。

    在冷/硬和去应力退火状态时,各钢种之间的硬度比较接近,都在HRB90-100之间,退火或正火后,硬度相差较大。退火后的精密钢管硬度显著降低,低碳钢(10,20) HRB≤70,中碳钢(35,45)也只在HRB70-80之间硬度最低的是不完全退火状态。这是由于精密钢管发生的组织转变存在差异的结果。对于10和20钢,采用正火时,由于冷速过快增加了珠光体的弥散度和伪共析量,同时减少了自由铁素体,使硬度升高。

3.3压扁扩口性能

    本试验只对10,20钢作压扁扩口试验,从试验结果看,冷/硬状态和去应力退火时,两项性能都不合格,而即使采用不完全退火就可达到钢管的塑性变形要求。

3.4金相组织

    从金相检验结果表6可以看出,不完全退火组织为铁素体加粒状珠光体,而完全退火和正火组织为铁素体加片状珠光体,片状珠光体的硬度一般大于粒状光体,所以,不完全退火状态的硬度和张度最低。另一方面,正火状态由于组织转变较充分和冷速较快,带状组织已基本消除,晶粒度也更细小,相应提高了精密钢管的强度和硬度。

4结论

    1)几种交货状态的机械性能各不相同,但不完全退火、完全退火和正火三者之间变化不大。如对强度伸长和硬度都要求较高时可采用去应力退火,其工艺温度为610±10℃。

    2)冷拔精密管退火可采用不完全退火快冷工艺,可降低加热温度,提高生产效率和钢管表面质量;正火状态可参照退火状态采用退火或正火工艺处理。