Pourquoi un processus de retour est-il nécessaire lors de la production de tuyaux en acier étirés à froid

Dans le processus de production deTuyaux d'acier étirés à froid, L'étape de «recuit»-communément appelée «chauffage»-n'est pas un processus superflu, mais une opération cruciale qui détermine la performance finale et la fiabilité ultérieure du tuyau en acier étiré à froid. Pour comprendre pourquoi ce "chauffage" est nécessaire, nous devons d'abord comprendre l'impact du processus d'étirage à froid lui-même sur le tuyau en acier.

L'étirage à froid est un processus dans lequel les tuyaux en acier sont étirés de force et façonnés à l'aide d'une matrice à température ambiante. L'objectif principal est d'obtenir des dimensions plus précises, une surface plus lisse et une résistance et une dureté accrues. Cependant, ce processus de «formage forcé» peut entraîner deux «effets secondaires» pour les tuyaux en acier étirés à froid: premièrement, il génère une grande quantité de contraintes résiduelles en interne; deuxièmement, il provoque un «durcissement au travail», rendant le tuyau en acier étiré à froid fragile et perdant sa ténacité. Tout comme le corps d'une personne devient raide et douloureux à cause d'une tension prolongée, le tuyau en acier étiré à froid est dans un état de «sur-fatigue» et le recuit est l'étape clé qui le «détend» et le «rajeunit».

Premièrement, le recuit élimine efficacement les contraintes résiduelles, empêchant la déformation et la fissuration des tuyaux en acier étirés à froid. Lors de l'étirage à froid, le débit de métal diffère entre les surfaces intérieure et extérieure et la couche centrale du tuyau en acier, ce qui entraîne une déformation plastique inégale. Cette contrainte inégale génère un «frottement interne» continu, c'est-à-dire un stress résiduel. Ces contraintes cachées agissent comme des bombes à retardement: lors du traitement ultérieur (comme la coupe et le soudage), l'équilibre des contraintes est perturbé et le tuyau en acier étiré à froid peut soudainement se déformer, présenter une ellipticité ou même se fissurer directement. Même une fois le traitement terminé, en utilisation à long terme, en particulier dans des environnements corrosifs ou des charges alternées, la contrainte résiduelle peut accélérer la défaillance par fatigue et raccourcir la durée de vie. Le recuit, en chauffant le tuyau en acier étiré à froid à une température spécifique (généralement 500-650 ℃ pour l'acier) et en le maintenant à cette température pendant un certain temps, permet aux atomes de métal de gagner de l'énergie. Par la déformation plastique localisée ou la relaxation de contrainte, la majeure partie de la contrainte résiduelle est libérée (éliminant 80%-95%), permettant à la contrainte interne du tuyau en acier étiré à froid de tendre vers l'équilibre, assurant fondamentalement la stabilité dimensionnelle et l'utilisation sûre.

Deuxièmement, le recuit atténue le durcissement au travail et restaure la plasticité et la ténacité du tuyau en acier étiré à froid. Lors de l'étirage à froid, les grains du tuyau en acier sont allongés et cassés de force, ce qui entraîne une structure cristalline déformée. Cela revient à mélanger et à comprimer de force un tas de blocs de construction soigneusement empilés, entraînant une augmentation de la dureté et de la résistance, mais une diminution significative de la plasticité et de la ductilité-le rendant à la fois dur et cassant, impropre à la flexion, à l'estampage et à d'autres processus de formage ultérieurs. Même des collisions mineures pendant le transport et l'installation peuvent causer des dommages. Pendant le recuit, les effets combinés de la température et du temps de maintien permettent à ces grains brisés «désordonnés» de se réorganiser et de croître, formant des cristaux équiaxes uniformes. Comme la réorganisation des blocs de construction désordonnés, ce processus conserve certains des avantages de résistance de l'étirage à froid tout en rétablissant la plasticité et la ténacité à des niveaux appropriés. Par exemple, après recuit, la limite d'élasticité des tubes en acier étirés à froid Q345B diminue de 15% à 20%, tandis que l'allongement augmente de plus de 30%, répondant parfaitement aux exigences de «l'équilibre résistance-ténacité» des industries telles que la fabrication de machines et l'industrie automobile.

En outre, le recuit optimise la structure interne des tubes en acier étirés à froid, améliorant ainsi le traitement et les performances ultérieurs. Les tuyaux en acier étirés à froid présentent souvent une microstructure inégale, comprenant potentiellement une taille de grain incohérente et des défauts structurels, qui ont un impact négatif sur le traitement thermique ultérieur et la résistance à la corrosion. Le recuit améliore non seulement l'uniformité de la microstructure, mais affine également la taille des grains, améliorant la résistance à la fatigue et la résistance à la corrosion sous contrainte des tuyaux en acier étirés à froid. Les grains raffinés inhibent efficacement la propagation des fissures, rendant les tuyaux en acier étirés à froid plus durables sous des charges alternées à long terme et moins sujets à la fissuration par corrosion intergranulaire dans des environnements corrosifs. Pour les tuyaux en acier de précision nécessitant un étirage à froid multi-passes, le recuit est crucial: après chaque étirage à froid, le recuit restaure la plasticité avant le prochain tour de dessin; sinon, le durcissement peut empêcher une déformation supplémentaire et même une rupture pendant le processus d'étirage.

En résumé, l'étirage à froid est un processus de «façonnage et de durcissement», rendant le tuyau en acier étiré à froid «plus fort» mais aussi «cassant» et contenant des «contraintes internes». Le recuit, d'autre part, est un processus de «soulager la pression et de restaurer le sang», visant à éliminer les contraintes internes, à restaurer la ténacité et à optimiser la microstructure. Cela garantit que le tuyau en acier étiré à froid répond à la fois aux exigences de précision et de résistance et peut être utilisé de manière stable et fiable. Cette étape n'est pas un gaspillage d'énergie mais un "must-do" pour garantir la qualité et l'aspect pratique des tuyaux en acier étirés à froid.