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退火温度对二手焊管机械设备性能的影响

退火温度对二手焊管机械设备性能的影响

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  • 来源:
  • 发布时间:2022-07-10 11:30
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【概要描述】我们知道二手焊管机械设备的焊管在成型和焊接的过程中,会导致加工硬化和焊接应力。如果退火温度较低,应力和硬化得不到充分消除,所以退火后的焊管强度较高但塑性较差。随着退火温度的升高,应力和硬化逐渐消除,从而使焊管强度降低,塑性提高。

退火温度对二手焊管机械设备性能的影响

【概要描述】我们知道二手焊管机械设备的焊管在成型和焊接的过程中,会导致加工硬化和焊接应力。如果退火温度较低,应力和硬化得不到充分消除,所以退火后的焊管强度较高但塑性较差。随着退火温度的升高,应力和硬化逐渐消除,从而使焊管强度降低,塑性提高。

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试验材料为宝钢生产的ST14冷轧带钢,化学成分如表1所示

 

退火温度对二手焊管机械设备性能的影响

我们知道二手焊管机械设备的焊管在成型和焊接的过程中,会导致加工硬化和焊接应力。如果退火温度较低,应力和硬化得不到充分消除,所以退火后的焊管强度较高但塑性较差。随着退火温度的升高,应力和硬化逐渐消除,从而使焊管强度降低,塑性提高。

 

但是为什么当退火温度超过800℃时塑性开始下降呢?从铁碳相图中我们知道,在这个温度范围内,材料处于铁素体和奥氏体两相区,原始组织部分转变成奥氏体,但还有部分铁素体并未发生转变。通过计算可以知道,在焊管成型时,实验材料发生了10%左右的冷变形;由于冷变形程度不大,材料在退火时很少有再结晶发生。这些未转变的铁素体在退火过程中要长大,而且温度越高晶粒越粗,退火冷却后这些粗大的铁素体晶粒依然保留下来。另一方面,加热到高温形成的奥氏体,冷却后形成细小铁素体晶粒,从而又造成晶粒尺寸的不均匀,从而使强度和塑性均下降。

 

当退火温度为920℃时,焊管同时具有较好的强度和塑性。由于二手焊管机械设备在焊接的过程中,不仅在焊缝形成少量马氏体等非平衡焊缝组织,而且使热影响区的晶粒粗大,这些均对性能有不利的影响。只有加热到Ac3以上的温度,使组织全部奥氏体化,才能消除这些影响,使焊缝与母材的组织趋于一致,即得到细小的组织,从而改善焊管的机械性能。

 

生产中应注意的问题

如果用户要求焊管具有较好的塑性,而对强度没有过高要求时,我们可以采用700~800℃之间的温度进行连续退火,在这种情况下,温度范围较宽,生产过程中容易控制。

 

如果用户要求焊管同时具有较高的强度和较好的塑性,那么在700~800℃之间退火是达不到要求的。因为在高频焊接过程中,由于趋肤效应、临近效应和热传导的共同作用,造成了焊接热循环峰值温度在管坯开口边缘的梯度分布,出现了熔化区、部分熔化区及过热组织区等特征区域。因此焊缝周围的非平衡组织及粗大组织对焊管的性能产生了不利的影响;要消除这些影响就必须将热处理温度提高到Ac3以上。但是温度又不宜过高,否则也会使性能恶化。

 

这就要求在实际二手焊管机械设备生产过程中严格地控制退火温度,使退火温度保证在920℃左右。另一方面,在冷却的开始阶段要求快冷,这就要求循环水有足够的冷却能力,以保证热处理后得到均匀细化的组织,从而保证产品的质量。

 

该实验是在连续退火炉中进行的,实验结果如下图所示。可以看出:当退火温度较低时,试样的强度较高,但塑性较差。随着退火温度的升高,抗拉强度逐渐下降,延伸率不断提高,这主要是焊管中应力和硬化在退火过程中逐渐被消除的结果。但是退火温度超过800℃以后,不仅强度继续下降,而且延伸率也开始降低。

 

退火温度对二手焊管机械设备性能的影响

结 论

二手焊管机械设备制管时,如果要求焊管具有较好的塑性、一般的强度时,可以采用700~800℃之间的温度。但要求焊管同时具有较高的强度和较好的塑性时,建议采用920℃的温度,并使冷却水槽的水温较低,以保证一定的冷却速度。

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