钢管热处理讲稿
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钢管的热处理,退火与正火最常用的无缝钢管,精密网管的热处理工艺分为两大类:预备热处理目的:消除坯料、半成品中的某些缺陷,为后续冷加工,最终热处理作组织准备。
最终热处理目的:使工件获得所要求的性能。
退火与正火的目的:消除钢材经热加工所引起的某些缺陷,或为以后的切削加工及最终热处理做好组织准备。
一、钢的退火1、概念:将钢件加热到适当温度 (Ac 1 以上或以下),保持一定时间,然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。
2、目的:(1)降低硬度,提高塑性,(2)细化晶粒,消除组织缺陷(3)消除内应力(4)为淬火作好组织准备3、类型:(根据加热温度可分为在临界温度(Ac1或Ac3)以上或以下的退火,前者又称相变重结晶退火,包括完全退火、扩散退火均匀化退火、不完全退火、球化退火;后者包括再结晶退火及去应力退火。
)(1)完全退火:1)概念:将亚共析钢(Wc=0.3%~0.6%)加热到AC3+(30~50)℃,完全奥氏体化后,保温缓冷(随炉、埋入砂、石灰中),以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。
2)目的:细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度、改善切削加工性能。
3)工艺:完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下较主温度范围内转变为珠光体。
工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透,即工件心部达到要求的加热温度,而且要保证全部看到均匀化的奥氏体,达到完全重结晶。
完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。
实际生产时,为了提高生产率,退火冷却至600℃左右即可出炉空冷。
4)适用范围:中碳钢和中碳合金钢的铸,焊,锻,轧制件等。
注意事项:低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。
低碳钢完全退火后硬度偏低,不利于切削加工。
过共析钢加热至Accm以上奥氏体状态缓冷退火时,有网状二次渗碳体析出,使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。
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大家好!我是来自某热处理厂的技工,非常荣幸能在这里与大家分享我在热处理工作中的心得体会。
热处理工艺是金属加工中非常重要的一环,对于金属材料的性能和质量具有决定性的影响。
今天,我想就热处理工艺的重要性、热处理工艺的实践经验和热处理技工的职业素养等方面,与大家进行交流。
一、热处理工艺的重要性热处理工艺是金属加工过程中的关键技术之一,它通过对金属材料进行加热、保温、冷却等过程,使金属材料的组织结构和性能发生变化,从而满足各种工程应用的需要。
热处理工艺在以下几个方面具有重要意义:1. 提高金属材料的力学性能:通过热处理,可以改变金属材料的晶粒大小、晶界形态、位错密度等,从而提高其强度、硬度、韧性、耐磨性等力学性能。
2. 改善金属材料的加工性能:热处理可以降低金属材料的硬度,提高其塑性,便于后续的加工工艺,如冷加工、焊接等。
3. 延长金属材料的使用寿命:热处理可以使金属材料表面形成一层硬化层,提高其耐腐蚀性,从而延长使用寿命。
4. 提高金属材料的精度:热处理可以消除金属材料的内应力,提高其尺寸精度和形状精度。
二、热处理工艺的实践经验1. 熔炼与调质:在热处理过程中,熔炼和调质是关键环节。
熔炼时,要严格控制温度、时间、气氛等条件,确保熔炼质量。
调质过程中,要根据不同材料的性能要求,合理选择加热温度、保温时间和冷却速度,以达到最佳效果。
2. 退火与正火:退火和正火是常用的热处理工艺,它们可以消除金属材料的内应力,提高其塑性和韧性。
退火过程中,要严格控制加热温度、保温时间和冷却速度,避免过度退火。
正火过程中,要控制加热温度、保温时间和冷却速度,确保材料达到所需的性能。
3. 淬火与回火:淬火和回火是提高金属材料硬度和耐磨性的重要工艺。
淬火过程中,要严格控制加热温度、保温时间和冷却速度,避免淬火不足或过火。
回火过程中,要根据材料性能要求,选择合适的回火温度和时间。
4. 表面处理:表面处理可以提高金属材料的耐磨性、耐腐蚀性和装饰性。
钢管热处理讲稿目录:1. 概述2. 钢管的热处理2.1 钢管热处理的目的2.2 钢管热处理的工艺流程2.3 钢管热处理的工艺2.3.1 淬火加热2.3.2 淬火炉操作注意事项2.3.3 淬火冷却及要求2.3.3.1 淬火冷却方式2.3.3.2 内喷冷却2.3.3.3 水的冷却特性2.3.3.4 淬火操作注意事项2.3.3.5 油及水基淬火液的冷却特性2.3.4 回火2.3.4.1 回火的分类2.3.4.2 回火温度及时间2.3.4.3 回火炉操作及注意事项2.3.5 正火3. 钢管的矫直3.1 矫直温度3.2 导卫板的调整3.3 矫直辊角度调整3.4 压下量的调整3.5 出料槽的调整3.6 矫直后的冷却3.7 矫直辊的辊型曲线4. 调质机组的基本操作与维护4.1 炉子天然气管道放散操作4.2 炉子点火操作4.3 液压站启动操作4.4 助燃风机启动操作4.5 旋转淬火设备基本操作4.6 技术操作要点4.7 淬火装置常见故障处理原则4.8 操作人员的日常维护4.9 安全操作注意事项4.10 炉子机械设备的调试及维护4.10 安全操作注意事项5. 附:钢管热处理的技术问答1. 概述无缝钢管是钢铁行业的主要品种之一,它生产难度大,技术含量高,应用范围广。
无缝钢管的生产根据品种的不同由以下几个主要工序组成:冶炼、轧制、热处理及加工。
根据产品标准的要求,钢管的各项技术指标分别由各工序完成,如化学成分、冶金质量等取决于冶炼工序;几何尺寸的要求主要由轧制工序完成;而钢管的性能指标尽管与钢种设计、轧制工艺密切相关,但更主要地取决于热处理工序,在某种意义上可以说,最终决定产品性能的工序是热处理。
钢的组织结构不同,其性能也不同,而热处理可以改变钢的组织结构,从而改变钢的性能。
钢铁产品众多,使用条件各异,性能要求千差万别,在钢种(化学成分)保证的基础上,只有通过热处理工艺来达到这些性能的要求。
所谓热处理是指在固态下将工件于一定的介质中进行适当的加热、保温、冷却,以取得所需要的组织,从而获得所需性能的一种工艺过程的总称钢铁产品形状千差万别,大小相差悬殊,为了使热处理工艺能够实施,必须选用合适的热处理设备。
钢管的热处理和淬火技术钢管是一种广泛应用的金属材料,其应用范围涵盖了许多不同的领域,如建筑、航天、汽车制造、化工等。
为了提高钢管的强度和硬度,一些特殊的热处理和淬火技术被广泛用于钢管的制造过程中。
首先,我们来了解一下钢管的热处理技术。
热处理是通过加热和冷却的方式来改变钢管的微观组织和力学性能。
其中常见的热处理方式包括退火、正火、淬火等。
退火是通过将钢管加热到一定温度,并保持一定时间,使其内部的不稳定结构逐渐消失,达到一定的软化效果。
退火的目的是减少残余应力和改善加工性能。
正火则是将钢管加热到一定温度,并保持一定时间,然后缓慢冷却。
正火可以改善钢管的强度和韧度,提高其抗拉强度和屈服强度。
淬火是将钢管加热到一定温度,然后迅速冷却。
淬火可以增加钢管的硬度和脆性,提高其耐磨性和耐腐蚀性。
除了热处理技术外,淬火技术也是钢管制造中重要的一环。
淬火是将钢管加热到一定温度,然后快速冷却,使其获得更高的硬度和强度。
常见的淬火方式有水淬、油淬和气淬。
水淬是淬火过程中使用水冷却,可以使钢管迅速降温并获得更高的硬度,但也容易产生裂纹和变形等问题。
油淬比水淬速度慢,但可以减少钢管的变形和裂纹等问题。
油淬还可以延长钢管的使用寿命,提高其强度和磨损性能。
气淬是一种新型的淬火技术,与水淬和油淬不同,气淬是利用气体对钢管进行加热和冷却处理,可以使钢管获得更为均匀的硬度和强度。
此外,气淬还可以降低淬火过程中的噪音和环境污染等问题,受到了越来越多的关注。
总之,钢管的热处理和淬火技术对于提高其性能和质量至关重要。
合理地选择热处理和淬火工艺可以改善钢管的力学性能、提高其耐磨性和耐腐蚀性等特性。
虽然不同的技术方案存在一定的差异,但它们都旨在让钢管更加适合各种工业领域的需求。
合金钢管件热处理工艺1. 概述热处理是一种通过控制合金钢件在一定温度范围内进行加热和冷却处理的方法,以改变其组织和性能的方法。
合金钢管件热处理工艺是对合金钢管件进行加热处理,以提高其强度和硬度,并改善其耐磨性和耐腐蚀性能。
2. 合金钢管件热处理过程2.1 加热合金钢管件的加热是热处理工艺的第一步,在此过程中,需要使合金钢件均匀加热到一定温度范围内,以使其内部结构发生相应的变化。
加热的温度和时间对最终的组织结构和性能有重要影响。
2.2 保温保温是在加热后将合金钢管件保持在一定温度范围内一段时间,使其内部结构足够稳定。
保温时间的长短也会对合金钢管件的性能产生影响。
2.3 冷却合金钢管件在加热和保温后,需要通过冷却来使其内部结构固定下来。
冷却过程可以通过不同的方法进行,包括水淬、油淬和空气冷却等。
不同的冷却方法对合金钢管件的性能影响很大。
3. 合金钢管件热处理工艺分类3.1 硬化处理硬化处理是通过将合金钢管件加热到临界温度,保温一段时间后,迅速冷却来使其组织变得均匀致密,从而提高其硬度和强度。
硬化处理常用于对合金钢管件进行强化处理,以满足其在高强度和耐磨性方面的要求。
3.2 回火处理回火处理是在硬化处理之后,通过对合金钢管件进行再加热并保温,然后缓慢冷却的一种热处理方法。
回火处理可以使硬化处理后的合金钢管件产生一定程度的韧性和塑性,提高其耐冲击性和韧性。
3.3 淬火处理淬火处理是将加热后的合金钢管件迅速冷却到室温以下,以使其组织变得致密而脆性的热处理方法。
淬火处理可以使合金钢管件达到很高的硬度和强度,但同时也会使其变得脆性,因此需要进行适当的回火处理以提高其韧性。
4. 合金钢管件热处理工艺优化4.1 温度控制合金钢管件热处理过程中的温度控制是非常重要的,不同的温度范围会导致合金钢管件拥有不同的组织结构和性能。
因此,在热处理过程中,准确控制加热、保温和冷却的温度是优化工艺的关键。
4.2 保温时间保温时间的长短直接影响合金钢管件的组织结构和性能。
无缝钢管的热处理工艺嘿,朋友们!今天咱来聊聊无缝钢管的热处理工艺,这可真是个有意思的事儿呢!你想想看,无缝钢管就好比是咱家里的顶梁柱,得足够结实、耐用才行。
而热处理工艺呢,那就是让这根“顶梁柱”变得更强壮的魔法!这热处理工艺啊,第一步就是加热。
就像咱做饭得先把火打开一样,给无缝钢管加热那也是很有讲究的。
温度不能太高,也不能太低,得恰到好处,不然这钢管可就“闹脾气”啦!加热到合适的温度后,就像是给钢管打了一针“兴奋剂”,让它充满了能量。
然后呢,就是保温啦!这就好比让钢管在一个温暖的怀抱里好好休息一下,让它把刚才吸收的能量好好消化消化。
在这个过程中,钢管会慢慢发生一些奇妙的变化,变得更加坚韧、更加有韧性。
接下来就是冷却啦!这可不能马虎,冷却的速度和方式那都得拿捏得死死的。
要是冷却得太快,钢管可能会“感冒”,出现裂缝啥的;要是冷却得太慢,那钢管可能就没那么厉害了。
就像咱人跑步完了不能一下子就跳进冰水里,那不得出问题呀!这整个热处理过程,就像是给无缝钢管来了一场全方位的“健身训练”。
经过这样的训练,无缝钢管才能在各种复杂的环境中“冲锋陷阵”,发挥出它最大的作用。
你说这热处理工艺是不是很神奇?它就像是一个隐形的魔法师,默默地在背后为无缝钢管加持力量。
没有它,那些高楼大厦怎么能稳稳地矗立着呢?那些大型机械怎么能正常运转呢?咱再想想,生活中很多东西不都需要这样的“魔法”吗?就像我们人,也需要不断地学习、锻炼,才能变得更强大,不是吗?所以啊,可别小看了这小小的无缝钢管的热处理工艺,它里面蕴含的可是大大的智慧和力量呢!这就是咱中国制造的厉害之处,每一个环节都精益求精,力求做到最好!怎么样,是不是对无缝钢管的热处理工艺有了更深的认识啦?。
钢管热处理工艺过程一、引言钢管热处理是通过对钢管进行加热和冷却,改变其组织和性能的一种工艺。
它是钢管加工中的重要环节,能够提高钢管的硬度、强度和耐磨性,同时改善钢管的冷加工性能和工艺性能。
本文将介绍钢管热处理的工艺过程。
二、钢管热处理工艺过程1. 加热钢管热处理的第一步是加热。
加热温度的选择取决于钢管的材质和要求的性能。
一般情况下,加热温度会高于钢管的临界点,以保证钢管达到完全奥氏体化的状态。
加热可以通过火焰加热、电阻加热、感应加热等方式进行。
2. 保温加热后的钢管需要进行一定时间的保温,以保证钢管内部温度均匀,并使钢管中的组织发生相应的变化。
保温时间的长短取决于钢管的尺寸和要求的性能,一般情况下保温时间在几分钟到几小时之间。
3. 冷却保温后的钢管需要进行冷却,以使其组织发生相应的相变,从而获得所需的性能。
冷却方式有多种,常用的有水淬和油淬。
水淬能够快速冷却钢管,使其获得高硬度和高强度,但易产生内应力和变形;油淬则冷却速度较慢,能够减少内应力和变形,但硬度和强度相对较低。
4. 回火冷却后的钢管通常会存在一定的脆性,需要通过回火来消除。
回火是将钢管加热到较低温度,保温一段时间后逐渐冷却。
回火可以改善钢管的塑性和韧性,提高其抗冲击性和延展性。
5. 温度控制钢管热处理过程中的温度控制非常重要。
温度过高或过低都会影响钢管的性能。
因此,在加热、保温、冷却和回火的每个阶段,都需要对温度进行严格的控制,以保证钢管获得所需的性能。
6. 工艺参数控制除了温度控制外,还需要对热处理过程中的其他工艺参数进行控制。
例如,保温时间、冷却速度、回火温度等都会对钢管的性能产生影响。
合理的工艺参数控制能够使钢管获得更好的性能。
三、结论钢管热处理是一项重要的工艺,通过加热、保温、冷却和回火等过程,可以改变钢管的组织和性能,提高其硬度、强度和耐磨性。
在热处理过程中,温度控制和工艺参数控制是非常关键的,只有确保这些参数的准确控制,才能获得所需的性能。
78技术讲座钢管热处理工艺技术(I)-----《热轧无缝钢管实用技术》钢管热处理是指将钢管加热到适宜的温度并保温一定时间,再以不同的方式冷却,达到改变其内部组织结构,获得所要求的性能的工艺过程。
根据钢管成分和要求获得的组织不同,采用的热处理工艺各异,一般可分为正火、退火、调质(淬火+回火)、回火等。
钢管热处理工艺规程通常用“温度-时间”为坐标的曲线图形来表示。
热处理工艺参数包括加热温度、加热速度、加热时间、保温时间和冷却速度等。
1钢管热处理基本原理1.1基本概念1.1.1铁的同素异构转变将铁金属加热至912°C以上时,铁就会发生由—种晶格向另一种晶格的转变,即a铁fy铁的转变,这种转变称为同素异构转变。
u铁是体心立方结构,丫铁是面心立方结构,由于面心立方结构比体心立方结构排列更紧密,二者在相互转化时,体积要发生变化。
铁的这一特性是钢铁材料能够通过热处理方法来改变其内部组织,从而改善性能的内在重要因素。
1.1.2a固溶体和丫固溶体由两种或两种以上的化学成分组成的单一均匀固体晶相称为固溶体。
碳和合金元素溶解于a铁中形成的固溶体叫a固溶体,或叫铁素体。
铁素体晶界圆滑,晶内很少见到李晶或滑移线,以片状、块状、针状存在于钢中。
铁素体是珠光体组织的基础,具有良好的塑性和韧性。
碳和合金元素溶解于Y铁中形成的固溶体叫Y固溶体,或叫奥氏体。
奥氏体一般由等轴的多边形晶粒组成,晶内有李晶。
在铁-碳相图中.奥氏体以高温相存在于临界点儿温度以上,只有在钢中加入足够多的扩大奥氏体相区的化学元素时,如Ni、Mn等,才可以使奥氏体稳定在室温。
奥氏体的致密度高,体积质量比铁素体、马氏体小。
因此,钢被加热到奥氏体相区时,体积收缩。
冷却时,奥氏体转变成铁素体-珠光体,体积膨胀。
奥氏体的点阵滑移系多,易于热加工成型。
1.1.3钢的临界温度钢在加热或冷却过程中,其内部组织发生转变的温度叫临界温度,或称临界点。
钢管热处理时,经常用到的临界点主要包括:久、仏(仏)、心、人"(Accni)、4r3(A rem)、rl等。
程志宏11.热处理doc§11.5钢管的热处理钢管作为一种产品必须具备一定的性能才能满足使用条件的需求。
改善钢的性能有两个途径,一是调整钢的化学成分,即合金化的方法;另一是热处理及热处理和塑性变形相结合的办法。
在现代工业技术领域,热处理在改善钢的性能方面仍占据着主导地位。
1.钢管热处理的目的是:1)为使钢管组织均匀化通过热处理可以消除原来钢管生产中产生的组织性能不均,达到所要求的均匀组织和物理性能。
2)消除生产中留下的缺陷如冷拔钢管加工后生产的硬化使强度提高1.3~1.6倍,延伸率相应降低了30~35%,继续冷加工就会拔断,因此需要中间退火以消除内应力;当热轧无缝钢管中残余应力较大,影响其抗腐蚀性能、抗击毁性能时也需要进行消除残余应力热处理。
3)进一步提高钢管的质量满足不同用户要求,但为了提高产品质量,适应高钢级用途,延长使用寿命,增加产品竞争力,也要进行热处理。
4)简化工艺同一种原料和加工方法,在控制不同的热处理条件下,可以生产出具有多种不同性能的产品,从而可使原料单一化。
钢管的种类繁多,并制定出了相应的标准,所使用的钢种千差万别,有时用户根据只身的需求还要增加附加条件。
在标准中,作为交货条件之一的性能指标必须达到规定要求。
钢管的性能主要指的是力学性能、物理性能、使用性能及工艺性能等。
而热处理则通过加热、保温及冷却使钢获得一定的金相组织和与之相对应的各种性能,以满足产品标准及用户的要求。
2. 钢管热处理的种类和工艺钢管热处理从生产过程角度可以分为二类,即为了满足产品使用性能要求的最终热处理及钢管制造过程中的工序间的热处理。
依据热处理方式可以分为退火(包括完全退火、不完全退火、再结晶退火、常化)、淬火和调质几种。
完全退火可以细化晶粒,消除网状及魏氏组织;降低硬度;消除内应力。
不完全退火可以改善珠光体分布、散度、消除内应力,有防脱碳要求时采用缓慢的冷却速度(20~60℃/h)可得到球状珠光体。
钢管热处理讲稿目录:1. 概述2. 钢管的热处理2.1 钢管热处理的目的2.2 钢管热处理的工艺流程2.3 钢管热处理的工艺2.3.1 淬火加热2.3.2 淬火炉操作注意事项2.3.3 淬火冷却及要求2.3.3.1 淬火冷却方式2.3.3.2 内喷冷却2.3.3.3 水的冷却特性2.3.3.4 淬火操作注意事项2.3.3.5 油及水基淬火液的冷却特性2.3.4 回火2.3.4.1 回火的分类2.3.4.2 回火温度及时间2.3.4.3 回火炉操作及注意事项2.3.5 正火3. 钢管的矫直3.1 矫直温度3.2 导卫板的调整3.3 矫直辊角度调整3.4 压下量的调整3.5 出料槽的调整3.6 矫直后的冷却3.7 矫直辊的辊型曲线4. 调质机组的基本操作与维护4.1 炉子天然气管道放散操作4.2 炉子点火操作4.3 液压站启动操作4.4 助燃风机启动操作4.5 旋转淬火设备基本操作4.6 技术操作要点4.7 淬火装置常见故障处理原则4.8 操作人员的日常维护4.9 安全操作注意事项4.10 炉子机械设备的调试及维护4.10 安全操作注意事项5. 附:钢管热处理的技术问答1. 概述无缝钢管是钢铁行业的主要品种之一,它生产难度大,技术含量高,应用范围广。
无缝钢管的生产根据品种的不同由以下几个主要工序组成:冶炼、轧制、热处理及加工。
根据产品标准的要求,钢管的各项技术指标分别由各工序完成,如化学成分、冶金质量等取决于冶炼工序;几何尺寸的要求主要由轧制工序完成;而钢管的性能指标尽管与钢种设计、轧制工艺密切相关,但更主要地取决于热处理工序,在某种意义上可以说,最终决定产品性能的工序是热处理。
钢的组织结构不同,其性能也不同,而热处理可以改变钢的组织结构,从而改变钢的性能。
钢铁产品众多,使用条件各异,性能要求千差万别,在钢种(化学成分)保证的基础上,只有通过热处理工艺来达到这些性能的要求。
所谓热处理是指在固态下将工件于一定的介质中进行适当的加热、保温、冷却,以取得所需要的组织,从而获得所需性能的一种工艺过程的总称钢铁产品形状千差万别,大小相差悬殊,为了使热处理工艺能够实施,必须选用合适的热处理设备。
作为钢管这一产品,也同样存在热处理工艺的设备选型问题。
根据钢管的形状特点及大规模连续生产的要求,钢管的加热炉型基本上以“步进式加热炉”为主。
这种炉型的特点是加热质量好,钢管温度均匀,属于连续式加热炉,可以组成高效率的热处理生产线,TPCO所有的热处理线选用的加热炉型均为步进式加热炉。
热处理中的淬火冷却是一个重要工序,众所周知,淬火是将工件从高温快速冷却到低温的一个工艺过程,工艺的特点决定了工件在淬火后将发生变形,尤其是象钢管这类细长的产品更容易变形,主要表现为弯曲和椭圆,变形严重时则成为废品。
为了解决这一问题,多年来,生产厂及生产设备的企业研制了各种淬火装置应用于生产,根据TPCO多条热处理线生产实践,“外淋内喷旋转式”的淬火装置较为理想,它不仅冷却强度大,而且钢管冷却均匀,淬火后变形很小,是一种先进的钢管淬火冷却装置,目前,新建的热处理生产线多数选用这种旋转冷却淬火装置。
钢管经淬火及回火处理后使组织、性能等达到了标准要求,但在几何尺寸方面难以保证符合标准及下道工序的要求,因此,矫直工序必不可少,有的生产线同时配备了热矫及冷矫两道矫直工序,不仅如此,有时还要配备定径工序,以确保钢管的几何尺寸。
在热处理生产线上,除了配备以上各工序外,无损检测(NDE)是一项非常关键的检测工序,它担负着将有缺陷的不合格的钢管挑选出来,使合格品进入下道工序,使供给用户的产品无任何缺陷,满足使用需求。
2. 钢管的热处理2.1 钢管热处理的目的钢管的种类繁多,并制定出了相应的标准,所使用的钢种千差万别,有时用户根据自身的需求还要增加附加条件。
在标准中,作为交货条件之一的性能指标必须达到规定要求。
钢管的性能主要指的是力学性能、物理性能、使用性能及工艺性能等。
而热处理则通过加热、保温及冷却使钢获得一定的金相组织和与之相对应的各种性能,以满足产品标准及用户的要求。
改善钢的性能主要有两个途径,一是调整钢的化学成分,即合金化的方法;二是热处理及热处理和塑性变形相结合的办法。
在现代工业技术领域,热处理在改善钢的性能方面仍占据着主导地位。
钢管中的某些品种为最终产品,这些产品发给用户后不需要再加工即可使用,如锅炉管、高压化肥管、石油裂化管;石油行业的套管、油管、管线管、钻杆等品种。
热处理的目的就是使这些产品的各项性能指标达到标准的要求,以满足使用。
以油管及套管为例,这些产品的生产所执行的是美国石油协会的标准—API5CT,在这个标准中,既规定了制造方法及热处理工艺(表2-1);又规定了各种性能要求,其中的力学性能指标有:屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击功、硬度等(表2-2);物理性能有组织、晶粒度、夹杂;使用性能有抗H2S应力腐蚀、抗挤毁、抗CO2腐蚀等等,所有这些性能均与热处理密切相关。
表2-3管线管标准API5L所规定的部分钢级的力学性能要求。
另一类是非最终产品的钢管,所谓的非最终产品的钢管是指钢管发运到用户后,用户需要进一步的加工及热处理制成相应的工件,属于这一类的钢管品种有机械管、轴承管等。
但为了满足加工及最终热处理的需要,也需要进行适当的热处理,如轴承管的球化退火、冷轧管的软化退火等。
从上面的叙述中可以看出,钢管热处理可以分为二类,即为了满足产品使用性能要求的最终热处理及钢管制造过程中的工序间的热处理。
同其它产品一样,根据产品标准的技术条件要求,钢管常用的热处理工艺主要有淬火、回火、正火及退火等。
例如:石油专用管中的套管、油管、钻杆、管线管等,根据钢级的高低则相应采用正火、正火加回火、淬火加回火(调质)的工艺;高压锅炉管、高压化肥管通常采用正火、正火加回火、淬火加回火(厚壁管)及奥氏体不锈钢管的固溶处理;轴承用钢管的球化退火等。
工序间的热处理用于冷轧、冷拔钢管的生产过程中,通常采用再结晶退火、软化退火,目的在于消除冷作硬化效应,降低硬度、提高塑性以利于进一步冷变形工序得以实施。
表2-1 制造方法及热处理工艺组别钢级类型制造方法热处理最低回火温度℃1 H40J55K55N80N80 ---1QS或EWS或EWS或EWS或EWS或EW无规定无规定无规定N、N+TQ+T-----2 M65L80L80L8/0C90C90C95T95T95-19Cr13Cr12-12S或EWS或EWSSSSS或EWSSN、N+TQ+TQ+TQ+TQ+TQ+TQ+TQ+TQ+T-5665935936216215386496493 P110 - S或EW Q+T -4 Q125Q125Q125Q125 1234S或EWS或EWS或EWS或EWQ+TQ+TQ+TQ+T----注:S—无缝工艺;EW—电焊工艺。
N—正火;N+T—正火加回火;Q+T—淬火加回火。
L80的9Cr和13C类型可采用空气淬火。
J55和K55的热处理由制造厂选择,或者根据定单规定进行N、N+T及Q+T。
表2-2 拉伸性能和硬度要求组别钢级类型载荷下的总伸长率%屈服强度Mpa抗拉强度Mpamin硬度HRCmax规定壁厚mm允许硬度变化HRC min max1 H40J55K55N80N80 ---1Q0.50.50.50.50.5276379379552552552552552758758414517655689689---------------2 M65L80L80L80C90C90C90C90C95T95T95T95T95-19Cr13Cr1、21、21、21、2-1、21、21、21、20.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.54485525525526216216216216556556556556555866556556557247247247247587587587587585866556556556896896896897247247247247242223232325.425.425.425.4-25.425.425.425.4----≤12.712.71~19.04≥19.05≥25.4-≤12.712.71~19.04≥19.05≥25.4----3.04.05.06.0-3.04.05.06.03 P110 - 0.6 758 965 862 - - -4 Q125Q125Q125 1~41~41~40.650.650.65862862862103410341034931931931---≤12.712.71~19.04≥19.053.04.05.02.2 钢管热处理的工艺流程以套管及油管为例对工艺流程进行说明,套管及油管的产品标准是API5CT,在这个标准中对不同的钢级规定了明确的热处理要求,见表2-1。
从表2.1中可以看出,除了第一组的H40、J55、K55三个钢级对热处理无规定外,其余所有钢级均作出了明确规定,即N801类和M65采用正火或者正火加回火,其它钢级全部要求淬火加回火。
不仅如此,对第二组需淬火加回火的工艺参数也作出了具体规定,即规定了最低回火温度要求。
在API5CT中对各钢级用钢的化学成分作出了相应的规定,不管哪个钢级,规定了P、S的上限,而对第二组中的M65以外的所有钢级及第四组的Q125钢级,P、S 的要求更为严格,还对C、Mn、Mo、Cr、Ni、Cu、Si等分别作出了具体规定。
在API5CT中不仅规定了对热处理的要求,而且对各种性能也作出了明确规定,其中常规的力学性能要求见表2-2。
从表2-2中我们应注意到:第二组各钢级的屈服强度范围较窄,只有103Mpa,是其它钢级的一半;同时,还对硬度的最大值及硬度的均匀性进行了规定;不仅如此,还有最低回火温度的要求。
从这些规定我们应该认识到,要达到这些规定指标,必须从成分设计、热处理工艺及相应设备的技术参数等几方面来保证。
第三组的P110及第四组的Q125属于高强度级别的套管,所以均要求进行淬火加回火的热处理工艺。
除了表2-2只列出了拉伸性能和硬度的规定,另外,对反映材料韧性指标的冲击功也作出了具体要求。
从API5CT对力学性能的要求可以看出,它要求的是综合力学指标,另外,从热处理方法及回火最低温度要求也可以明显看出,热处理工艺应是淬火加高温回火,即调质处理,而对强度较低的钢级采用正火或者正火加回火。
为了完成这些工艺,就必须配备实现奥氏体化的高温炉(又称淬火炉)、快速冷却的淬火装置、回火炉以及正火空冷用的冷床,这是完成热处理工艺所必需的最基本的设备。
此外,作为高效的钢管热处理生产线,还应配备矫直机、定径机,以保证热处理后钢管的几何尺寸符合标准及下道工序的要求。