Почему процесс возврата необходим при производстве холоднотянутых стальных труб

В процессе производстваТрубы из холоднотянутой сталиШаг «отжига», широко известный как «нагрев»,-это не лишний процесс, а важная операция, которая определяет конечную производительность и последующую надежность холоднотянутой стальной трубы. Чтобы понять, почему это «отопление» необходимо, мы должны сначала понять влияние самого процесса волочения в холодном состоянии на стальную трубу.

Холодное волочение-это процесс, в котором стальные трубы насильно растягиваются и формируются с использованием матрицы при комнатной температуре. Основной целью является достижение более точных размеров, более гладкой поверхности и повышенной прочности и твердости. Однако этот процесс «принудительного формования» может привести к двум «побочным эффектам» для холоднотянутых стальных труб: во-первых, он генерирует большое количество остаточных напряжений внутри; во-вторых, это вызывает «упрочнение работы», делая холоднотянутую стальную трубу хрупкой и теряя свою прочность. Так же, как тело человека становится жестким и болезненным от длительного напряжения, холоднотянутая стальная труба находится в состоянии «чрезмерной усталости», и отжиг является ключевым шагом, который «расслабляет» и «омолаживает» ее.

Во-первых, отжиг эффективно устраняет остаточное напряжение, предотвращая деформацию и растрескивание холоднотянутых стальных труб. Во время волочения в холодном состоянии расход металла отличается между внутренними и внешними поверхностями и основным слоем стальной трубы, что приводит к неравномерной пластической деформации. Это неравномерное напряжение создает непрерывное внутреннее «внутреннее трение», то есть остаточное напряжение. Эти скрытые напряжения действуют как бомбы замедленного действия: во время последующей обработки (например, резки и сварки) баланс напряжений нарушается, и холоднотянутая стальная труба может внезапно деформироваться, проявлять эллиптичность или даже треснуть напрямую. Даже после того, как обработка завершена, при длительном использовании, особенно в агрессивных средах или переменных нагрузках, остаточное напряжение может ускорить усталостный отказ и сократить срок службы. Отжиг, нагревая холоднотянутую стальную трубу до определенной температуры (обычно 500-650 ℃ для стали) и удерживая ее при этой температуре в течение определенного периода времени, позволяет атомам металла получать энергию. Благодаря локализованной пластической деформации или релаксации напряжений большая часть остаточного напряжения высвобождается (устраняя 80%-95%), что позволяет внутреннему напряжению холоднотянутой стальной трубы стремиться к равновесию, принципиально обеспечивая стабильность размеров и безопасное использование.

Во-вторых, отжиг облегчает упрочнение и восстанавливает пластичность и прочность холоднотянутой стальной трубы. Во время волочения в холодном состоянии зерна стальной трубы принудительно удлиняются и ломаются, что приводит к искаженной кристаллической структуре. Это сродни принудительному перетасовке и сжатию аккуратно сложенной кучи строительных блоков, что приводит к увеличению твердости и прочности, но значительному снижению пластичности и пластичности-что делает его одновременно твердым и хрупким, непригодным для последующего изгиба, штамповки и других процессов формования. Даже незначительные столкновения при транспортировке и установке могут привести к повреждению. Во время отжига комбинированные эффекты температуры и времени выдержки позволяют этим «неупорядоченным» сломанным зернам переставлять и расти, образуя однородные равноосные кристаллы. Подобно перестановке неупорядоченных строительных блоков, этот процесс сохраняет некоторые преимущества прочности холодного волочения при восстановлении пластичности и ударной вязкости до соответствующих уровней. Например, после отжига предел текучести холоднотянутой стальной трубы Q345B уменьшается на 15%-20%, в то время как удлинение увеличивается более чем на 30%, что идеально соответствует требованиям «баланса прочности и ударной вязкости» в таких отраслях, как машиностроение и автомобильная промышленность.

Кроме того, отжиг оптимизирует внутреннюю структуру холоднотянутых стальных труб, улучшая последующую обработку и производительность. Трубы из холоднотянутой стали часто демонстрируют неравномерную микроструктуру, потенциально включая несогласованный размер зерна и структурные дефекты, которые негативно влияют на последующую термообработку и коррозионную стойкость. Отжиг не только улучшает однородность микроструктуры, но также уточняет размер зерна, повышая сопротивление усталости и коррозионную стойкость под напряжением холоднотянутых стальных труб. Рафинированные зерна эффективно препятствуют распространению трещин, делая холоднотянутые стальные трубы более прочными при длительных переменных нагрузках и менее склонными к межкристаллитному коррозионному растрескиванию в агрессивных средах. Для прецизионных стальных труб, требующих многопроходного волочения в холодном состоянии, отжиг имеет решающее значение: после каждого волочения в холодном состоянии отжиг восстанавливает пластичность перед следующим раундом волочения; в противном случае чрезмерная закалка может предотвратить дальнейшую деформацию и даже поломку во время процесса волочения.

В резюме, волочение в холодном состоянии процесс «формировать и твердеть», делая холодн-нарисованную стальную трубу «более сильной» но также «хрупкой» и содержа «внутренний стресс». Отжиг, с другой стороны, представляет собой процесс «снятия давления и восстановления крови», направленный на устранение внутреннего стресса, восстановление прочности и оптимизацию микроструктуры. Это гарантирует, что холоднотянутая стальная труба соответствует требованиям точности и прочности и может использоваться стабильно и надежно. Этот шаг не является пустой тратой энергии, а «обязательным», чтобы гарантировать качество и практичность холоднотянутых стальных труб.