Kiến thức tổng quan về ống thép hợp kim: giới thiệu ngắn gọn, thành phần hóa học, hiệu suất xử lý nhiệt và thiết bị nấu chảy.
1. Giới thiệu ngắn gọn về ống thép hợp kim
Ống thép hợp kim có tiết diện rỗng. Một lượng lớn ống thép hợp kim được sử dụng để vận chuyển chất lỏng trong đường ống, chẳng hạn như đường ống vận chuyển dầu, khí đốt tự nhiên, khí đốt, nước và một số vật liệu rắn. So với thép đặc, chẳng hạn như thép tròn, ống thép hợp kim có cùng độ bền uốn và xoắn nhưng nhẹ hơn.
Ống thép hợp kim có tính chất cơ học tốt. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy điện, điện hạt nhân, nồi hơi cao áp, bộ siêu nhiệt và bộ gia nhiệt nhiệt độ cao của đường ống và thiết bị cao áp, nhiệt độ cao. Ống được làm từ thép carbon chất lượng cao, thép kết cấu hợp kim và thép không gỉ chịu nhiệt, sau đó được gia công bằng phương pháp cán nóng (ép, giãn nở) hoặc cán nguội (kéo). Ưu điểm lớn nhất là có thể tái chế 100%. Hơn nữa, nó phù hợp với chiến lược quốc gia về bảo vệ môi trường, tiết kiệm năng lượng và tài nguyên. Chính sách quốc gia khuyến khích mở rộng lĩnh vực ứng dụng của ống thép hợp kim cao áp. Hiện nay, tỷ lệ tiêu thụ ống thép hợp kim trong tổng lượng thép của Trung Quốc chỉ bằng một nửa so với các nước phát triển. Việc mở rộng ứng dụng ống thép hợp kim có thể tạo ra không gian rộng lớn hơn cho sự phát triển của ngành công nghiệp này.
Theo nghiên cứu của nhóm chuyên gia thuộc ngành ống hợp kim của Hiệp hội Thép đặc biệt Trung Quốc, nhu cầu về ống hợp kim chịu áp lực cao tại Trung Quốc sẽ tăng 10-12% mỗi năm trong tương lai. Ống hợp kim là loại ống thép được định nghĩa theo vật liệu sản xuất, như tên gọi cho thấy đó là hợp kim của ống. Ống liền mạch là loại ống thép được định nghĩa theo quy trình sản xuất (có mối hàn hoặc không mối hàn).
2. Thành phần hóa học
C: 0,08 ~ 0,15
Si: 0,17 ~ 0,37
Mn: 0,40 ~ 0,70
Cr: 0,90 ~ 1,20
Mo: 0,25 ~ 0,35
V: 0,15 ~ 0,30
3. Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim
Cacbon (C): Cacbon là nguyên tố chính trong thép. Khi hàm lượng cacbon trong thép tăng lên, độ bền và độ cứng của thép ở nhiệt độ thường cũng tăng lên. Tuy nhiên, độ dẻo, độ dai và năng lượng hàn lại giảm xuống. Do đó, hàm lượng cacbon của thép dùng cho các bộ phận chịu áp lực của nồi hơi thường nằm trong khoảng 0,1%~0,25%.
Mangan (Mn): Mn có thể cải thiện độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn của thép ở nhiệt độ thường. Khi hàm lượng Mn cao, ứng suất hàn sẽ tăng lên. Mn có thể tăng cường độ bền ngắn hạn của thép ở nhiệt độ cao, nhưng không có tác dụng rõ rệt đối với độ bền kéo và giới hạn rão.
Molypden (Mo) và crom (Cr): Cả Mo và Cr đều có thể cải thiện độ bền của thép. Crom có tác dụng rõ rệt trong việc cải thiện độ ổn định cấu trúc vi mô của thép ở nhiệt độ cao, chẳng hạn như chống lại sự hình thành nốt sần, graphit hóa và chống oxy hóa ở nhiệt độ cao. Nó có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn. Tuy nhiên, thép có hàm lượng crom cao lại dễ bị nứt khi hàn và chịu được ứng suất chênh lệch nhiệt độ cao. Molypden có tác dụng rõ rệt trong việc tăng cường độ bền kéo của thép. Molypden có xu hướng phân tầng và crom có thể được thêm vào để ngăn ngừa các bệnh lý. Sự cùng tồn tại của hai nguyên tố này có thể cải thiện các tính chất tổng thể của thép.
Vanadi (V): V trong thép có thể cải thiện độ ổn định cấu trúc vi mô ở nhiệt độ cao và có thể bù đắp tác động tiêu cực của crom đối với tính chất hàn.
Titan (Ti): Ti có thể cải thiện độ bền kéo của thép. Nó cũng có thể cải thiện khả năng hàn của thép trong trường hợp thép chống hợp kim.
Vonfram (W): W có thể cải thiện độ bền kéo và độ cứng ở nhiệt độ cao của thép.
Silic (Si): Silic có thể cải thiện độ bền, khả năng chống mài mòn và chống oxy hóa của thép. Khi kết hợp với crom, nó có thể cải thiện khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao, đồng thời cải thiện khả năng chống ăn mòn trong khí thải.
Niobi (Nb): Nb có tác dụng tương tự như titan và có thể cải thiện độ bền nhiệt của thép.
Bo (B): Bo đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện khả năng tôi cứng của thép. Độ bền nhiệt và độ dẻo dai của thép có thể được cải thiện trong thép chịu nhiệt.
4. Hiệu suất xử lý nhiệt
Quá trình xử lý nhiệt thép hợp kim có thể được chia thành thép hợp kim cacbon thấp, thép hợp kim cacbon trung bình và thép hợp kim cacbon cao. Thép hợp kim cacbon thấp thường cần được thấm cacbon, tôi và ram. Thép hợp kim cacbon trung bình thường cần được tôi và ram. Một số loại còn cần tôi bề mặt. Thép hợp kim cacbon cao thường chỉ cần tôi và ram.
Ví dụ:
Thép hợp kim cacbon thấp 18CrMnTi: thấm cacbon ở 920~950℃, tôi dầu ở 850~870℃, ram ở 180~200℃, độ cứng bề mặt HRC58~67, lõi HRC30~45
Thép hợp kim cacbon trung bình 40CrMnMo: tôi dầu ở 840~850℃, tôi nước hoặc dầu ở 630~650℃, độ cứng HB 302~341
Thép hợp kim cacbon cao Cr12MoV: tôi dầu ở 950~1000℃, ram ở 150~180℃, độ cứng HRC60~64
5. Quá trình luyện kim
Thiết bị nấu chảy: lò điện trở nồi nấu và lò nấu chảy liên tục bằng khí.
Quy trình kỹ thuật: Vật liệu dùng trong quá trình nấu chảy cần được bảo quản ở nơi khô ráo và không bị ô nhiễm. Cần xử lý vật liệu đúng cách trước khi sử dụng. Các chất bẩn trên bề mặt lò nấu chảy cần được loại bỏ và làm khô trước khi sử dụng.
Xử lý tinh luyện: loại bỏ khí, tạp chất phi kim loại và các nguyên tố có hại khác khỏi hợp kim.
Thời gian đăng bài: 06/01/2022