¿Por qué es necesario un proceso de retorno durante la producción de tubos de acero estirados en frío?

En el proceso de producción deTubos de acero estirados en frío, El paso de "recocido", comúnmente conocido como "calentamiento", no es un proceso superfluo, sino una operación crucial que determina el rendimiento final y la posterior confiabilidad de la tubería de acero estirada en frío. Para entender por qué este "calentamiento" es necesario, primero debemos entender el impacto del proceso de estirado en frío en la tubería de acero.

El estirado en frío es un proceso en el que las tuberías de acero se estiran y moldean a la fuerza utilizando un troquel a temperatura ambiente. El objetivo principal es lograr dimensiones más precisas, una superficie más lisa y una mayor resistencia y dureza. Sin embargo, este proceso de "conformación forzada" puede provocar dos "efectos secundarios" para las tuberías de acero estiradas en frío: en primer lugar, genera una gran cantidad de tensión residual internamente; en segundo lugar, causa "endurecimiento por trabajo", haciendo que la tubería de acero estirada en frío sea quebradiza y pierda su dureza. Al igual que el cuerpo de una persona se vuelve rígido y dolor de la tensión prolongada, el tubo de acero estirado en frío se encuentra en un estado de "sobre-fatiga", y el recocido es el paso clave que "relaja" y "rejuvenece".

Primero, el recocido elimina eficazmente la tensión residual, evitando la deformación y el agrietamiento de las tuberías de acero estiradas en frío. Durante el estirado en frío, el caudal de metal difiere entre las superficies interna y externa y la capa central de la tubería de acero, lo que resulta en una deformación plástica desigual. Esta tensión desigual genera continua “fricción interna” interna, es decir, tensión residual. Estas tensiones ocultas actúan como bombas de tiempo: durante el procesamiento posterior (como el corte y la soldadura), el equilibrio de tensiones se interrumpe y la tubería de acero estirada en frío puede deformarse repentinamente, exhibir elipticidad o incluso agrietarse directamente. Incluso después de completar el procesamiento, en el uso a largo plazo, especialmente en entornos corrosivos o cargas alternas, el estrés residual puede acelerar la falla por fatiga y acortar la vida útil. El recocido, calentando el tubo de acero estirado en frío a una temperatura específica (típicamente 500-650 ℃ para el acero) y manteniénándolo a esa temperatura durante un período de tiempo, permite que los átomos de metal ganen energía. A través de la deformación plástica localizada o la relajación de la tensión, se libera la mayor parte de la tensión residual (eliminando el 80%-95%), permitiendo que la tensión interna de la tubería de acero estirada en frío tienda hacia el equilibrio, asegurando fundamentalmente la estabilidad dimensional y el uso seguro.

En segundo lugar, el recocido alivia el endurecimiento del trabajo y restaura la plasticidad y la tenacidad de la tubería de acero estirada en frío. Durante el estirado en frío, los granos de la tubería de acero se alargan y se rompen por la fuerza, lo que da como resultado una estructura cristalina distorsionada. Esto es como arrastrar y comprimir forzosamente una pila de bloques de construcción cuidadosamente apilados, lo que lleva a una mayor dureza y resistencia, pero a una disminución significativa de la plasticidad y la ductilidad, lo que lo hace duro y quebradizo, inadecuado para la posterior flexión, estampado y otros procesos de formación. Incluso las colisiones menores durante el transporte y la instalación pueden causar daños. Durante el recocido, los efectos combinados de la temperatura y el tiempo de mantenimiento permiten que estos granos rotos "desordenados" se reorganicen y crezcan, formando cristales equiaxiales uniformes. Al igual que la reorganización de bloques de construcción desordenados, este proceso conserva algunas de las ventajas de resistencia del estirado en frío al tiempo que restaura la plasticidad y la tenacidad a niveles apropiados. Por ejemplo, después del recocido, el límite elástico de la tubería de acero estirada en frío Q345B disminuye en un 15%-20%, mientras que el alargamiento aumenta en más del 30%, cumpliendo perfectamente con los requisitos de "equilibrio resistencia-tenacidad" de industrias como la fabricación de maquinaria y la industria automotriz.

Además, el recocido optimiza la estructura interna de las tuberías de acero estiradas en frío, mejorando el procesamiento y el rendimiento posteriores. Las tuberías de acero estiradas en frío a menudo exhiben una microestructura desigual, que potencialmente incluye un tamaño de grano inconsistente y defectos estructurales, que afectan negativamente el tratamiento térmico posterior y la resistencia a la corrosión. El recocido no solo mejora la uniformidad de la microestructura sino que también refina el tamaño de grano, mejorando la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión por tensión de las tuberías de acero estiradas en frío. Los granos refinados inhiben eficazmente la propagación de grietas, lo que hace que las tuberías de acero estiradas en frío sean más duraderas bajo cargas alternas a largo plazo y menos propensas al agrietamiento por corrosión intergranular en ambientes corrosivos. Para tubos de acero de precisión que requieren estirado en frío de múltiples pasadas, el recocido es crucial: después de cada estirado en frío, el recocido restaura la plasticidad antes de la siguiente ronda de estirado; de lo contrario, el endurecimiento puede evitar una mayor deformación e incluso la rotura durante el proceso de estirado.

En resumen, el estirado en frío es un proceso de "conformación y endurecimiento", que hace que el tubo de acero estirado en frío sea "más fuerte" pero también "quebradizo" y contenga "tensión interna". El recocido, por otro lado, es un proceso de "aliviar la presión y restaurar la sangre", con el objetivo de eliminar el estrés interno, restaurar la resistencia y optimizar la microestructura. Esto garantiza que el tubo de acero estirado en frío cumpla con los requisitos de precisión y resistencia y se pueda usar de manera estable y confiable. Este paso no es un desperdicio de energía, sino un "deber" para garantizar la calidad y la practicidad de las tuberías de acero estiradas en frío.