Porque é necessário um processo de devolução durante a produção de tubos de aço estirados a frio

No processo de produção deTubos de aço estirados a frio, A etapa de "recozimento"-comumente conhecida como "aquecimento"-não é um processo supérfluo, mas uma operação crucial que determina o desempenho final e a confiabilidade subsequente do tubo de aço estirado a frio. Para entender por que esse "aquecimento" é necessário, primeiro devemos entender o impacto do próprio processo de trefilação a frio no tubo de aço.

O desenho a frio é um processo no qual os tubos de aço são esticados e moldados à força usando uma matriz à temperatura ambiente. O objetivo principal é alcançar dimensões mais precisas, uma superfície mais lisa e maior resistência e dureza. No entanto, este processo de "modelagem forçada" pode levar a dois "efeitos colaterais" para tubos de aço estirados a frio: em primeiro lugar, gera uma grande quantidade de tensão residual internamente; em segundo lugar, causa "endurecimento do trabalho", tornando o tubo de aço estirado a frio quebradiço e perdendo sua tenacidade. Assim como o corpo de uma pessoa se torna rígido e dolorido devido à tensão prolongada, o tubo de aço estirado a frio está em um estado de “fadiga excessiva”, e o recozimento é o passo fundamental que o “relaxa” e “rejuvenesce”.

Primeiro, o recozimento elimina efetivamente o estresse residual, evitando deformação e rachaduras de tubos de aço estirados a frio. Durante o desenho a frio, a vazão de metal difere entre as superfícies interna e externa e a camada central do tubo de aço, resultando em deformação plástica irregular. Essa tensão desigual gera "fricção interna" contínua-isto é, tensão residual. Essas tensões ocultas agem como bombas-relógio: durante o processamento subsequente (como corte e soldagem), o equilíbrio de tensões é interrompido e o tubo de aço estirado a frio pode deformar-se repentinamente, exibir elipticidade ou até rachar diretamente. Mesmo após o processamento estar completo, em uso a longo prazo, especialmente sob ambientes corrosivos ou cargas alternadas, o estresse residual pode acelerar a falha por fadiga e encurtar a vida útil. O recozimento, aquecendo o tubo de aço estirado a frio a uma temperatura específica (tipicamente 500-650 ℃ para o aço) e mantendo-o nessa temperatura por um período de tempo, permite que os átomos de metal ganhem energia. Através de deformação plástica localizada ou relaxamento de tensão, a maior parte da tensão residual é liberada (eliminando 80%-95%), permitindo que a tensão interna do tubo de aço estirado a frio tenda ao equilíbrio, garantindo fundamentalmente estabilidade dimensional e uso seguro.

Em segundo lugar, o recozimento alivia o endurecimento do trabalho e restaura a plasticidade e a tenacidade do tubo de aço estirado a frio. Durante o desenho a frio, os grãos do tubo de aço são forçosamente alongados e quebrados, resultando em uma estrutura cristalina distorcida. Isso é semelhante a embaralhar e comprimir à força uma pilha de blocos de construção empilhados, levando a maior dureza e resistência, mas a uma diminuição significativa na plasticidade e ductilidade-tornando-a dura e quebradiça, inadequada para flexão subsequente, estampagem e outros processos de formação. Mesmo pequenas colisões durante o transporte e instalação podem causar danos. Durante o recozimento, os efeitos combinados da temperatura e do tempo de retenção permitem que esses grãos quebrados "desordenados" se reorganizem e cresçam, formando cristais equivalentes uniformes. Como reorganizar blocos de construção desordenados, esse processo retém algumas das vantagens de resistência do desenho a frio, restaurando a plasticidade e a tenacidade aos níveis apropriados. Por exemplo, após o recozimento, a força de rendimento do tubo de aço estirado a frio Q345B diminui em 15%-20%, enquanto o alongamento aumenta em mais de 30%, atendendo perfeitamente aos requisitos de "equilíbrio resistência-resistência" de indústrias como fabricação de máquinas e indústria automotiva.

Além disso, o recozimento otimiza a estrutura interna dos tubos de aço estirados a frio, melhorando o processamento e o desempenho subsequentes. Tubos de aço estirados a frio geralmente exibem microestrutura desigual, potencialmente incluindo tamanho de grão inconsistente e defeitos estruturais, que afetam negativamente o tratamento térmico subsequente e a resistência à corrosão. O recozimento não só melhora a uniformidade microestrutural, mas também refina o tamanho do grão, aumentando a resistência à fadiga e resistência à corrosão sob tensão de tubos de aço estirados a frio. Grãos refinados efetivamente inibem a propagação de fissuras, tornando os tubos de aço estirados a frio mais duráveis sob cargas alternadas de longo prazo e menos propensos a fissuras por corrosão intergranular em ambientes corrosivos. Para tubos de aço de precisão que exigem desenho a frio com múltiplas passes, o recozimento é crucial: após cada desenho a frio, o recozimento restaura a plasticidade antes da próxima rodada de desenho; caso contrário, o excesso de endurecimento pode evitar mais deformações e até quebras durante o processo de desenho.

Em resumo, o desenho a frio é um processo de "moldar e endurecer", tornando o tubo de aço estirado a frio "mais forte", mas também "quebradiço" e contendo "estresse interno". O recozimento, por outro lado, é um processo de "aliviar a pressão e restaurar o sangue", com o objetivo de eliminar o estresse interno, restaurar a tenacidade e otimizar a microestrutura. Isso garante que o tubo de aço estirado a frio atenda aos requisitos de precisão e resistência e possa ser usado de forma estável e confiável. Este passo não é um desperdício de energia, mas um "must-do" para garantir a qualidade e praticidade de tubos de aço estirados a frio.