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小口徑精密鋼管是用于機械結構、液壓設備的尺寸精度高和表面光潔度好的小口徑無縫管。選用精密無縫管制造機械結構或液壓設備等,可以大大節約機械加工工時,提高材料利用率,同時有利于提高產品質量。 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。 光亮退火可保持精密鋼管外表光亮、尺寸精度,越來越受到客戶的青睞。 在保護氣氛中實現的表面無氧化和不脫碳的冷軋板帶退火。保護氣氛有單一的惰性氣體氬或氦,也有混合氣體CO-H2-N2-CO2(DX),N2-H2(HNX),N2-CO2-H2等。這些混合氣體中的成分經過調整能使帶鋼退火過程中的氧化與還原、脫碳與滲碳速度相等,從而實現板帶的無氧化和無脫碳的退火。退火后板帶表面有不可見的氧化膜,保護金屬光澤。 根據爐氣與鋼的化學反應及其變化規律,制備和應用保護氣氛,確定防止氧化和脫碳的條件。CO2和H2O能使帶鋼表面氧化和脫碳;CO和CH2能使帶鋼表面氧化層還原和鋼表面滲碳;H2雖然能使氧化層還原,也能使鋼表面脫碳。光亮退火因素取決于H2O、CO2、H2氣氛和Fe的氧化還原反應。N2和其他惰性氣體是鋼的中性保護氣氛,其中N2應用多,但必須除去其中的氧性化氣氛,方能起到良好的保護作用。一般常用N2與H2的混合保護氣氛。
真空油淬爐都是雙室的,后室置電加熱元件,前室的下方置油槽。工件完成加熱、保溫后移入前室,關閉中門后向前室充入惰性氣至大約2.66%26times;lO ~1.01%26times;10 Pa(200~760mm汞柱),入油。油淬易引起工件表面變質。由于表面活性大,在短暫的高溫油膜作用下即可發生顯著薄層滲碳,此外,碳黑和油在表面的粘附對簡化熱處理流程很不利。真空淬火技術的發展主要在于研制性能優良、工位單一的氣冷淬火爐。前述雙室式爐亦可用于氣淬(在前室噴氣冷卻),但雙工位式的操作使大批量裝爐的生產發生困難,也易在高溫移動中引起工件變形或改變工件方位增加淬火變形。單一工位的氣冷淬火爐是在加熱保溫完成后在加熱室內噴氣冷卻。氣冷的冷速不如油冷快,也低于傳統淬火法中的熔鹽等溫、分級淬火。因而,不斷提高噴冷室壓力,增大流量,以及采用摩爾質量比氮和氬小的惰性氣體氦和氫,是當今真空淬火技術發展的主流。70年代后期將氮氣噴冷的壓力從(1~2)%26times;10Pa提高到(5~6)%26times;10Pa,使冷卻能力接近于常壓下的油冷。80年代中期出現超高壓氣淬,用(10~20)%26times;10Pa的氦,冷卻能力等于或略高于油淬,已進入工業實用。90年代初采用40%26times;10Pa的氫氣,接近水淬的冷卻能力,尚處于起步階段。工業發達已進展到以高壓(5~6)%26times;10。Pa氣淬為主體,而中國產氣淬一些金屬的蒸氣壓(理論值)與溫度的關系則尚處于一般加壓氣淬(2%26times;10Pa)型階段。
結果真空滲碳為真空滲碳一淬火工藝曲線。在真空中加熱到滲碳溫度并保溫使表面凈化、活化之后,通入稀薄滲碳富化氣(見控制氣氛熱處理),在大約1330Pa(10T0rr)負壓下進行滲入,然后停氣(降壓)進行擴散。滲碳后的精密鋼管淬火采用一次淬火法,即先停電,通氮冷卻工件至臨界點A,、以下,使內部發生相變,再停氣、開泵,升溫到Ac1,~Accm之間。淬冷方法可采用氣冷或油冷。后者為奧氏體化后移入前室,充氮至常壓,入油。真空滲碳的溫度一般高于普通氣體滲碳,常采用920~1040℃滲入和擴散可按所示分兩階段,也可用脈沖式通氣、停氣,多段式的滲一擴相間,效果更好。由于溫度高,尤其表面潔凈、有活性,真空滲碳層形成速度比普通氣體、液體和固體滲碳快,如要求滲層為1mm時,在927℃只需5h,而1033℃僅需1h。
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