المعالجة الحرارية، كخطوة أساسية في عملية الإنتاجأنابيب الصلب غير الملحومة، أمر بالغ الأهمية لتحسين أداء الأنابيب. يمكنه تحسين الهيكل التنظيمي للأنابيب الفولاذية، وتعزيز قوتها وصلابتها وصلابتها وخصائصها الأخرى، وتلبية المتطلبات الصارمة للتطبيقات الهندسية المختلفة. ومع ذلك، فإن عملية المعالجة الحرارية ليست سلسة، وإذا كان التحكم في العملية غير مناسب، فقد يتسبب ذلك في سلسلة من العيوب.
المعالجة الحرارية لأنابيب الصلب
التدفئة:
التسخين هو الخطوة الأولى في المعالجة الحرارية للأنابيب الفولاذية غير الملحومة، ويؤثر التحكم في درجة الحرارة بشكل مباشر على التغييرات الهيكلية للأنابيب الفولاذية. على سبيل المثال، عندما تكون درجة حرارة التسخين أقل من Ac1، فإن الغرض الرئيسي هو تثبيت هيكل الفولاذ والقضاء على الإجهاد الداخلي؛ عند تسخينه فوق Ac3، يتم تحقيق الأوستنية للصلب. في هذه العملية، إذا كانت سرعة التسخين سريعة جدًا أو كانت درجة الحرارة غير متساوية، فقد يؤدي ذلك إلى بنية داخلية غير متساوية للأنبوب الفولاذي ويؤثر على أدائه.
العزل:
إن مفتاح مرحلة العزل هو تجانس درجة حرارة الأنابيب الفولاذية وضمان هيكل تسخين معقول. إذا كان وقت العزل غير كاف، فقد لا يتم تحويل الهيكل الداخلي للأنبوب الفولاذي بالكامل، مما قد يؤثر على الأداء بعد التبريد اللاحق.
تبريد:
إن عملية التبريد هي بلا شك الرابط الأساسي للمعالجة الحرارية لأنابيب الصلب، والتي تحدد الهيكل المعدني والخصائص الميكانيكية للأنابيب الفولاذية بعد التبريد. تشمل طرق التبريد الشائعة تبريد الفرن، تبريد الهواء، تبريد الزيت، تبريد الماء، إلخ. طرق التبريد المختلفة مناسبة للأنابيب الفولاذية ذات المواد المختلفة ومتطلبات الأداء. على سبيل المثال، يمكن للتبريد السريع للمياه أن يحقق صلابة عالية، ولكنه أيضًا عرضة لتوليد إجهاد داخلي كبير؛ ومع ذلك، فإن تبريد الفرن بطيء نسبيًا ويمكن أن يقلل من الضغط الداخلي، لكن الزيادة في الصلابة ليست كبيرة.
|
|
|
إن اختيار مورد أنابيب فولاذية غير ملحومة عالية الجودة لا يضمن جودة المنتج فحسب، بل يتجنب أيضًا المشكلات المحتملة مثل عيوب المعالجة الحرارية أثناء عملية الإنتاج. وسوف نقدم أسعار أكثر تنافسية ومنتجات ذات جودة عالية.
خصائص عمليات المعالجة الحرارية لأنابيب الصلب
تطبيع أنابيب الصلب
تتضمن عملية تطبيع الأنابيب الفولاذية غير الملحومة تسخين الأنابيب الفولاذية فوق درجة حرارة الأوستنيت، وإمساكها، ثم تبريدها ببطء وبشكل متساوٍ في الهواء. والغرض الرئيسي منه هو تحسين حبيبات الفولاذ، وتجانس الهيكل الداخلي، وتغيير حالة الإجهاد المتبقية، وبالتالي تحسين الأداء الشامل للأنابيب الفولاذية. التطبيع يمكن أن يزيل البنية النطاقية والبلورات المختلطة التي تكونت أثناء عملية تشوه الأنابيب الفولاذية. بالنسبة للفولاذ مفرط اليوتكتويد، يمكنه أيضًا التخلص من الكربيدات الصافية، مما يسهل التلدين الكروي اللاحق. قبل تبريد الفولاذ الكربوني المتوسط وسبائك الفولاذ الهيكلي، يمكن استخدام التطبيع كمعالجة مسبقة لتحسين الحبوب، وجعل الهيكل موحدًا، وتقليل عيوب التبريد في الأنابيب الفولاذية؛ بالنسبة للفولاذ منخفض الكربون والفولاذ منخفض السبائك، يمكن للتطبيع أن يحل محل التلدين لتحسين أداء القطع، ويمكن استخدامه أيضًا كمعالجة حرارية نهائية لأنابيب الصلب العادية ذات المتطلبات المنخفضة.
الصلب الأنابيب الفولاذية
التلدين هو تسخين الأنابيب الفولاذية إلى درجة حرارة أعلى أو أقل من درجة الحرارة الحرجة (Ac3 أو Ac1)، وإمساكها، ثم تبريدها ببطء للحصول على بنية مجهرية متوازنة تقريبًا. عادةً ما تحتاج الأنابيب الفولاذية عالية الكربون ومنخفضة السبائك والسبائك إلى التلدين لتقليل صلابتها وقوتها، وتحسين اللدونة، والقضاء على الإجهاد الداخلي والبنية غير المستوية، وتحسين بنية الحبوب، وتسهيل معالجة الأنابيب الفولاذية ووضعها. الأساس للمعالجة الحرارية النهائية. ينقسم التلدين إلى عدة أنواع، مثل التلدين بإعادة البلورة، والتليين الكامل، والتليين متساوي الحرارة، والتليين الكروي، والتليين لتخفيف الضغط. كل نوع له نطاق التطبيق الخاص به ومتطلبات العملية.
تقسية الأنابيب الفولاذية
التقسية هي تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة معينة أقل من Ac1، والاحتفاظ به، ثم تبريد الأنبوب الفولاذي بطريقة معينة للحصول على حالة تنظيمية أكثر استقرارًا. والغرض الرئيسي منه هو تحسين اللدونة والمتانة للأنابيب الفولاذية، والحصول على خواص ميكانيكية شاملة جيدة، وتقليل أو إزالة الضغط الداخلي المتبقي الناتج أثناء عملية التبريد للأنابيب الفولاذية، وتحقيق الاستقرار في حجم الأنابيب الفولاذية، ومنع التنظيم التغيير أثناء الاستخدام. بعد التقسية، يتم استخدام تبريد الهواء بشكل عام. ومع ذلك، بالنسبة للأنابيب الفولاذية ذات الهشاشة العالية في درجات الحرارة، يجب استخدام التبريد السريع مثل تبريد الزيت بعد التقسية.
تنقسم تقسية الأنابيب الفولاذية عمومًا إلى:
درجة حرارة منخفضة هدأ 150 ~ 250 درجة
درجة حرارة متوسطة هدأ 350 ~ 500 درجة
ارتفاع درجة الحرارة هدأ 500 ~ 650 درجة
تبريد الأنابيب الفولاذية
التبريد هو تسخين الأنابيب الفولاذية إلى درجة 30 - 50 فوق Ac3، وإمساكها، ثم تبريدها بسرعة للحصول على هياكل المارتينسيت (M) والبينيت (B). يتمتع المارتنسيت بصلابة عالية ولكنه شديد الهشاشة وهو نتاج التبريد السريع للأوستينيت. بعد التبريد، هناك إجهاد حراري وإجهاد هيكلي داخل الأنابيب الفولاذية، والتي تحتاج عمومًا إلى التخلص منها وتحسينها عن طريق التقسية. يمكن أن يؤدي الجمع بين التبريد والتلطيف (Q + T) إلى تحسين الأداء الشامل للفولاذ بشكل كبير، مما يتيح للأنابيب الفولاذية الحصول على صلابة جيدة مع الحفاظ على القوة العالية، ويستخدم على نطاق واسع في المناسبات ذات متطلبات الأداء العالي.
عيوب المعالجة الحرارية لأنابيب الصلب وإجراءات الوقاية منها
البنية المجهرية والخصائص غير المؤهلة
هيكل Widmanstatten هو نوع من الهيكل المحموم حيث تشكل حبيبات الأوستينيت الخشنة في الفولاذ رقائق الفريت وتوزع على البرليت أثناء التبريد في ظل ظروف تسخين عالية الحرارة. سوف يقلل من قوة درجة حرارة الغرفة للأنابيب الفولاذية ويزيد من الهشاشة. يمكن التخلص من بنية ويدمانشتاتن الخفيفة عن طريق التطبيع عند درجة حرارة مناسبة، وتتطلب الحالات الشديدة تطبيعًا ثانويًا. درجة حرارة التطبيع الأولى أعلى، ودرجة حرارة التطبيع الثانية أقل لتكرير الحبوب. يعد مخطط توازن الحديد والكربون (مخطط توازن F - C) أساسًا مهمًا لصياغة درجة حرارة تسخين الأنابيب الفولاذية أثناء المعالجة الحرارية، كما أن مخطط TTT ومخطط CCT للأوستينيت فائق التبريد هما المراجع الرئيسية لتحديد درجة حرارة التبريد.
أبعاد غير مؤهلة
غالبًا ما يحدث التغيير في القطر الخارجي للأنبوب الفولاذي أثناء عملية التبريد. يزداد القطر الخارجي بسبب تغير الحجم الناتج عن التغير الهيكلي، وغالبًا ما تتم إضافة عملية التحجيم بعد التقسية. يعد التغيير في الإهليلجية للأنابيب الفولاذية أكثر شيوعًا في الأنابيب ذات الجدران الرفيعة ذات القطر الكبير في نهاية الأنبوب الفولاذي، ويحدث ثني الأنابيب الفولاذية بسبب التسخين والتبريد غير المتساويين، والتي يمكن حلها عن طريق الاستقامة. بالنسبة للأنابيب الفولاذية ذات المتطلبات الخاصة، يجب اعتماد عملية تقويم دافئة (حوالي 550 درجة).
الشقوق السطحية
ستؤدي سرعة التسخين أو التبريد المفرطة إلى توليد إجهاد حراري مفرط، مما يؤدي إلى تشققات السطح. لتقليل التشققات، يجب تصميم أنظمة التدفئة والتبريد وفقًا لنوع الفولاذ، ويجب اختيار وسيلة تبريد مناسبة، ويجب تلطيف أو تلدين الأنابيب الفولاذية المسقية في أسرع وقت ممكن للتخلص من الإجهاد.
تآكل السطح أو التلف الشديد
يحدث هذا بشكل رئيسي بسبب الانزلاق النسبي بين الأنابيب الفولاذية وقطعة العمل والأدوات والطاولة الدوارة. أثناء عملية الإنتاج، يجب الانتباه إلى الضبط الدقيق وصيانة التشحيم للمعدات لتقليل الاحتكاك والتآكل وضمان جودة سطح الأنابيب الفولاذية.
الأكسدة، إزالة الكربنة، ارتفاع درجة الحرارة، أو الحرق الزائد
مع زيادة درجة الحرارة والوقت، تصبح الأنابيب الفولاذية عرضة لمشاكل مثل الأكسدة وإزالة الكربنة. سيؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى خشونة الحبوب، وسيؤدي الحرق الزائد إلى الإضرار بشكل خطير بأداء الأنابيب الفولاذية وحتى التسبب في تخريدها. تشمل تدابير الوقاية التحكم في درجة حرارة التسخين ووقته، واستخدام تسخين الغلاف الجوي الوقائي (مثل التعبئة بالغاز الخامل أو تقليل الغاز)، والتسخين الفراغي، وما إلى ذلك. وفي الوقت نفسه، من الضروري ضمان الختم الجيد لفرن التسخين، والفرن المستقر تكوين الغاز، وتعزيز مراقبة جودة عملية تسخين البليت (أنابيب الصلب).
