(A) Если вся стальная труба охлаждается до температуры остановки мартенситного превращения (точка Mf) или ниже путем сильного водяного охлаждения, то с высокой вероятностью возникнут закалочные трещины.
(B) Поскольку трещины, образующиеся в момент закалки, распространяются в основном в осевом направлении стальной трубы, можно считать, что основной силой, способствующей расширению трещин, является растягивающее напряжение в окружном направлении.
(C) Что касается источника вышеупомянутого растягивающего напряжения в окружном направлении, можно предположить, что разница температур в направлении толщины стенки (неравномерность температуры), возникающая в процессе охлаждения, приводит к отклонению во времени превращения между внешней и внутренней поверхностями стальной трубы.
(D) Особенно вблизи охлаждающей поверхности, где неравномерность температуры велика (то есть разница температур по сравнению с внутренней поверхностью велика), высока вероятность образования микротрещин вследствие хрупкого разрушения, которые могут стать отправной точкой для распространения трещин.
(E) В большинстве случаев трещины начинаются с конца стальной трубы. Причиной считается то, что коэффициент увеличения напряжения на концевой части со свободной поверхностью больше, чем на других участках.
(F) При снижении скорости охлаждения без водяного охлаждения закалочные трещины не возникают в низколегированной стали с высоким содержанием углерода и нержавеющей стали на основе хрома. Следует отметить, что для низколегированной стали с высоким содержанием углерода при снижении сенсибилизации металла и создании структуры на основе бейнита закалочные трещины не возникают. Вкратце, можно считать, что в большинстве случаев закалочные трещины начинаются с трещин, образующихся на конце стальной трубы со свободной поверхностью. Трещины образуются в результате развития микротрещин, вызванных охлаждением. Термическое напряжение, вызванное неравномерностью температуры в направлении толщины стенки, и растягивающее напряжение в окружном направлении (далее также именуемое «напряжение»), вызванное фазовым превращением, действуют на охлаждение вблизи поверхности.
(G) Даже для стальных труб из низколегированной или среднелегированной стали, склонных к образованию закалочных трещин при водяном охлаждении, если конец стальной трубы не охлаждается водой, можно обеспечить достаточную мартенситность в частях, отличных от конца. Если скорость охлаждения в зависимости от объемного соотношения является водяной, водяное охлаждение может проводиться стабильно без образования закалочных трещин.
(H) Применение вышеупомянутого метода закалки в воде к стальной трубе из мартенситной нержавеющей стали позволяет обеспечить высокие эксплуатационные характеристики без образования закалочных трещин. Способ закалки стальной трубы, характеризующийся тем, что это способ закалки, при котором стальная труба закаливается путем охлаждения водой с внешней поверхности, причем конец трубы не охлаждается водой, но по меньшей мере часть части, отличной от конца трубы, охлаждается водой. Следует отметить, что вышеупомянутый «конец трубы» относится к обоим концам стальной трубы.
Дата публикации: 29 ноября 2023 г.