高频焊管热处理工艺的研讨

2 实验办法

实验材料为宝钢生产的st14冷轧带钢,化学身分如表1所示。0.7mm厚的带钢经由过程高频焊接制成8mm的钢管。

随着国民经济的开展,高频焊管的用途越来越广泛。与无缝管相比拟,焊管生产占有以下长处:设备分量轻,建设投资少,本钱低;并且生产的机械化跟自动化水平高,可停止连续生产,因而高频焊管在钢管工业中占有严重的比例。

从以上的研讨结果来看,假如用户请求焊管占有较好的塑性,而对强度不过高请求时,我们能够采用700～800℃之间的温度停止连续退火,在这种情形下,温度范围较宽,生产过程中轻易控制。 假如用户请求焊管同时占有较高的强度跟较好的塑性,那么在700～800℃之间退火是达不到请求的。由于在高频焊接过程中,由于趋肤效应、邻近效应跟热传导的独特感化,造成了焊接热循环峰值温度在管坯启齿边沿的梯度散布,出现了融化区、部分融化区及过热构造区等特色地区[3]。因而焊缝四周的非均衡构造及粗大构造对焊管的性能发生了背运的影响;要消除这些影响就必须将热处理温度进步到ac3以上。然而温度又不宜过高,不然也会使性能恶化。这就请求在现实生产过程中严厉地控制退火温度,使退火温度保障在920℃阁下。而正常的连续退火炉中不克不及直接显示加热温度,而是经由过程电压参数来控制温度,因而怎么精确地控制温度是现实生产过程中的一个关键。另一方面,在冷却的开端阶段请求快冷,这就请求循环水有充足的冷却才能,以保障热处理后失掉平均细化的构造,从而保障产品的质量。

3 结果与分析

为了进步焊管的质量,改进其使用性能跟工艺性能,在高频焊管生产的过程中,正常有响应的焊后热处理工序。对一些重要用途的焊管,必须同时占有精良的强度跟塑性;并且用途差别,其性能请求也不不合,所以热处理是焊管生产过程中一个重要的环节。为了给现实生产中制订工艺供给根据,具体地研讨了热处理工艺对高频焊管性能的影响。

2 冷却速度对性能的影响

图1中我们还能够看到,当退火温度为920℃时,焊管同时占有较好的强度跟塑性。由于焊接的过程中,不仅在焊缝造成大批马氏体等非均衡焊缝构造,并且使热影响区的晶粒粗大[2],这些均对性能有背运的影响。只有加热到ac3以上的温度,使构造全部奥氏体化,才能消除这些影响,使焊缝与母材的构造趋于不合,即失掉微小的构造(如图3所示),从而改进焊管的机械性能。

在随炉冷却的情形下,冷却速度很慢,造成了大量的铁素体跟大批珠光体。随着冷却速度的增加,强度有很大的进步。8#、9#跟11#试样分别采用了空冷、风冷跟喷淋冷却,冷却速度依次增加,强度响应地进步,但它们的延伸率却依次降低。这重要是由于在快冷的过程中,会造成大批贝氏体或马氏体,并且还会发生热应力;冷却速度越快,贝氏体或马氏体的量就越多,并且热应力也越大,所以招致强度进步,塑性降低。

4 生产中应留心的成绩

我们知晓,焊管在成型跟焊接的过程中,会招致加工硬化跟焊接应力。假如退火温度较低,应力跟硬化得不到充足消除,所以退火后的焊管强度较高但塑性较差。随着退火温度的降低,应力跟硬化逐步消除,从而使焊管强度降低,塑性进步。然而为什么当退火温度超越800℃时塑性开端降低呢?从铁碳相图中我们知晓,在这个温度范围内,该材料处于铁素体跟奥氏体两相区,原始构造部分改变成奥氏体,但另有部分铁素体并未发生改变。经由过程盘算能够知晓,在焊管成型时,材料发生了10%左右的冷变形;由于冷变形水平不大,材料在退火时很少有再结晶发生[1]。这些未改变的铁素体在退火过程中要长大,并且温度越高晶粒越粗,退火冷却后这些粗大的铁素体晶粒仍然保留上去。另一方面,加热到高温造成的奥氏体,冷却后造成微小铁素体晶粒,从而又造成晶粒尺寸的不平均(如图2所示),从而使强度跟塑性均降低。

1 前 言

5 结 论

实验试样取长度为300mm的整段钢管,处理完后的试样在50kn液压全能实验机上停止抻拉实验,测出其机械性能。同时,在光学显微镜下对试样停止金相观察。

3.1 退火温度对性能的影响

该实验是在连续退火炉中停止的,实验结果如图1所示。能够看出:当退火温度较低时,试样的强度较高,但塑性较差。随着退火温度的降低,抗拉强度逐步降低,延伸率一直进步,这重要是焊管中应力跟硬化在退火过程中逐步被消除的结果。然而退火温度超越800℃以后,不仅强度继承降低,并且延伸率也开端降低。.

为了模拟连续退火的情形,试样在920℃加热2min后,以差别速度冷却,其机械性能如图4所示。正如后面所提到的,在920℃加热时,焊管的母材金属跟焊缝金属均要发生奥氏体化,冷却时奥氏体再改变成新的构造。冷却速度差别,造成的构造会差别性能也就不一样。

而10#试样在高温阶段快冷(风冷),650℃后在掩护气氛中冷却,如许能够造成微小的铁素体跟珠光体,从而使焊管失掉较高的强度跟较好的塑性。

第一批热处理实验在生产用的连续退火炉中停止。连续退火炉的电机转速为800r/min;调节电压参数使实验温度在所需的范围内,温度由红外线测温仪测出。第二批热处理实验在实验用的气体掩护炉中停止,模拟生产使用连续退火。其具体热处理工艺如表2所示。

摘 要 研讨了高频焊管连续退火的工艺,经由过程实验指出了退火温度及退火冷却速度对焊管性能的影响,并对生产过程中的一些成绩停止了分析。

材料为st14的高频焊管能够在连续退火炉中退火。假如请求焊管占有较好的塑性、正常的强度时,能够采用700～800℃之间的温度。但请求焊管同时占有较高的强度跟较好的塑性时,提议采用920℃的温度,并使冷却水槽的水温较低,以保障一定的冷却速度。