Отжиг стальных труб с прямым швом заключается в нагреве трубы до определенной температуры, поддержании этой температуры и последующем медленном охлаждении до комнатной температуры. К отжигу относятся: отжиг, сфероидизирующий отжиг и отжиг для снятия напряжений.
1. Нагрев стальной трубы до заданной температуры, выдержка в течение некоторого времени, а затем медленное охлаждение в печи называется отжигом. Цель отжига — снижение твердости стали и устранение неровностей структуры и внутренних напряжений в стали.
2. Стальную трубу нагревают до 750 °C, выдерживают некоторое время, затем медленно охлаждают до 500 °C, а затем охлаждают на воздухе. Этот процесс называется сфероидизирующим отжигом. Цель — снижение твердости и режущих свойств стали. В основном используется для высокоуглеродистой стали.
3. Отжиг стальных труб для снятия внутренних напряжений также называется низкотемпературным отжигом. Сталь нагревают до 500-600 градусов, выдерживают некоторое время, медленно охлаждают до температуры ниже 300 градусов в печи, а затем охлаждают до комнатной температуры. Структура не изменяется в процессе отжига, и внутренние напряжения в металле в основном устраняются.
4. Нормализация. Процесс термообработки, при котором стальная труба нагревается до температуры на 30-50℃ выше критической и выдерживается в течение соответствующего времени, а затем охлаждается на воздухе, называется нормализацией. Главная цель нормализации — улучшение структуры и характеристик стали, а также получение структуры, близкой к равновесному состоянию. Основное различие между нормализацией и отжигом заключается в том, что скорость охлаждения при нормализации несколько выше, поэтому производственный цикл термообработки при нормализации короче. Следовательно, если отжиг и нормализация также позволяют удовлетворить требованиям к характеристикам деталей, следует по возможности использовать нормализацию.
5. Для закалки стальную трубу нагревают до определенной температуры выше критической точки (температура закалки стали № 45 составляет 840-860℃, а температура закалки углеродистой инструментальной стали — 760–780℃), а затем выдерживают в воде с соответствующей скоростью (процесс термообработки с охлаждением в масле для получения мартенситной или бейнитной структуры называется закалкой. Основное различие между процессами закалки, отжига и нормализации заключается в высокой скорости охлаждения и цели получения мартенситной структуры. Мартенситная структура — это несбалансированная структура, полученная после закалки стали. Она обладает высокой твердостью, но низкой пластичностью и ударной вязкостью. Твердость мартенсита увеличивается с увеличением содержания углерода в стали.
6. После закалки закаленной стальной трубы ее нагревают до определенной температуры ниже критической, выдерживают в течение определенного времени, а затем охлаждают до комнатной температуры. Этот процесс термообработки называется отпуском. Как правило, закаленные стальные детали нельзя использовать сразу, их можно использовать только после отпуска. Из-за высокой твердости и хрупкости закаленной стали при непосредственном использовании часто происходит хрупкое разрушение. Отпуск позволяет устранить или уменьшить внутренние напряжения, снизить хрупкость и повысить ударную вязкость; с другой стороны, можно регулировать механические свойства закаленной стали для достижения желаемых характеристик. В зависимости от температуры отпуска, отпуск можно разделить на низкотемпературный, среднетемпературный и высокотемпературный.
1) Низкотемпературный отпуск 150–250 °C; снижение внутренних напряжений, хрупкости и сохранение высокой твердости и износостойкости после закалки.
2) Среднетемпературная закалка 350–500 °C; улучшение эластичности и прочности.
3) Высокотемпературный отпуск 500–650 °C; отпуск закаленных стальных деталей при температуре выше 500 °C называется высокотемпературным отпуском. После закалки при высоких температурах закаленные стальные детали обладают комплексными механическими свойствами (прочностью, твердостью, пластичностью и ударной вязкостью). Поэтому среднеуглеродистая сталь и среднеуглеродистые легированные стали часто подвергаются высокотемпературному отпуску после закалки. Это касается многих валов. Закалка + высокотемпературный отпуск называется закалкой и отпуском.
Дата публикации: 08.12.2023