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根據精密管產生脆性的回火溫度范圍,可分為低溫回火脆性和高溫回火脆性。精密管低溫回火脆性 合金鋼淬火得到馬氏體組織后,在250~400℃溫度范圍回火使鋼脆化,其韌性一脆性轉化溫度明顯升高。已脆化的精密管不能再用低溫回火加熱的方法,故又稱為%26ldquo;不可逆回火脆性%26rdquo;。它主要發(fā)生在合金結構鋼和低合金超高強度精密管等鋼種。已脆化精密管的斷口是沿晶斷口或是沿晶和準解理混合斷口。產生低溫回火脆性的原因,普遍認為:(1)與滲碳體在低溫回火時以薄片狀在原奧氏體晶界析出,造成晶界脆化密切相關。(2)雜質元素磷等在原奧氏體晶界偏聚也是造成低溫回火脆性原因之一。含磷低于0.005%的高純精密管并不產生低溫回火脆性。磷在火加熱時發(fā)生奧氏體晶界偏聚,淬火后保留下來。磷在原奧氏體晶界偏聚和滲碳體回火時在原奧氏體晶界析出,這兩個因素造成沿晶脆斷,促成了低溫回火脆性的發(fā)生。
精密管中合金元素對低溫回火脆性產生較大的影響。鉻和錳促進雜質元素磷等在奧氏體晶界偏聚,從而促進低溫回火脆性,鎢和釩基本上沒有影響,鉬降低低溫回火精密管的韌性一脆性轉化溫度,但尚不足以抑制低溫回火脆性。硅能推遲回火時滲碳體析出,提高其生成溫度,故可提高精密管低溫回火脆性發(fā)生的溫度。
冷軋精密光亮鋼管的冷脆性(或低溫脆化傾向)用韌性一脆性轉化溫度Tc表示。高純鐵(0.01%C)的Tc在一100C,低于此溫度則完全處于脆化狀態(tài)。冷軋精密光亮鋼管中大多數合金元素都升高冷軋精密光亮鋼管的韌性一脆性轉化溫度,增加冷脆傾向。在室溫以上韌性斷裂時,冷軋精密光亮鋼管的斷口為韌窩型斷口,而在低溫下脆性斷裂時為解理斷口。冷軋精密光亮鋼管的低溫脆化的原因是:(1)形變時位錯源產生的位錯被障礙物(如晶界、第二相等)阻塞時,局部應力超過冷軋精密光亮鋼管的理論強度而產生微裂紋。(2)幾個塞積的位錯在晶界合成一個微裂紋。(3)兩個{110)滑移帶相交處反應,引起不動位錯%26lt;010%26gt;,呈楔形微裂紋,它可沿{100}解理面裂開(見圖1b)。增加冷軋精密光亮鋼管冷脆的因素有:(1)固溶強化元素。磷升高韌性一脆性轉化溫度強烈;還有鉬、鈦和釩;含量低時影響不大而含量高時升高韌性一脆性轉化溫度的元素有,硅、鉻和銅;降低韌性一脆性轉化溫度的有鎳,先降低后升高韌性一脆性轉化溫度的有錳。(2)形成第二相的元素。以第二相增加冷軋精密光亮鋼管冷脆重要的元素為碳,隨冷軋精密光亮鋼管中碳含量增加,冷軋精密光亮鋼管中珠光體含量增加,平均每增加1%珠光體體積,韌性一脆性轉化溫度平均升高2.2℃。圖2為鐵素體一珠光體鋼中碳含量對脆性的影響。加入鈦、鈮和釩等微合金化元素,形成彌散分布的氮化物或碳氮化物,引起冷軋精密光亮鋼管的韌性一脆性轉化溫度上升。(3)晶粒尺寸影響韌性一脆性轉化溫度,隨晶粒粗化,韌性一脆性轉化溫度升高。細化晶粒則降低冷軋精密光亮鋼管的冷脆傾向,這是廣為應用的方法。
精密鋼管材質
10# 20# 35# 45# 16Mn 27SiMn 15CrMo 40Cr 20Cr 35Crmo等。
去應力退火
將精密無縫鋼管加熱到一定溫度(通常在相變溫度或再結晶溫度以下),保溫一段時間,然后緩慢冷卻,以各種精密無縫鋼管內應力的退火工藝。
在壓力加工、鑄造、焊接、熱處理、切削加工和其他工藝過程中,制品可能產生內應力。多數情況下,在工藝過程結束后,金屬內部將保留一部分殘余應力。殘余應力可導致工件破裂、變形或尺寸變化,殘余應力也提高金屬化學活性,在殘余拉應力作用下特別容易造成晶間腐蝕破裂。因此,殘余應力將影響精密無縫鋼管的使用性能或導致工件過早失效。
進行去應力退火時,精密無縫鋼管在一定溫度作用下通過內部局部塑性變形(當應力超過該溫度下材料的屈服強度時)或局部的弛豫過程(當應力小于該溫度下材料的屈服強度時)使殘余應力松弛而達到的目的。在去應力退火時,工件一般緩慢加熱至較低溫度(灰口鑄鐵為500~550℃,精密無縫鋼管為500~650℃,有色金屬合金沖壓件為再結晶開始溫度以下),保持一段時間后,緩慢冷卻,以防止產生新的殘余應力。
去應力退火并不能完全精密無縫鋼管內部的殘余應力,而只是大部分。要使殘余應力徹底,需將精密無縫鋼管加熱至更高溫度。在這種條件下,可能會帶來其他組織變化,危及精密無縫鋼管的使用性能 。
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