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不锈钢管冷压力加工后的中间退火

发布者:不锈钢管|威尼斯不锈钢管   发布时间:2018-10-13 10:38:52

不锈钢管经过冷加工后,因其内部晶粒破碎,晶格歪扭,并且吸收了一部分变形的能量,使内部能量增加;还使不锈钢管处于一种不稳定的状态。所以,凡是经过塑性变形后的不锈钢厚壁管,它本身就有恢复到变形前原来组织状态的倾向。在室温下,由于钢中的原子扩散能力不足,这种不稳定状态能维持相当时间而不致发生明显的变化。但是,若不锈钢管一旦加热升温,原子扩散能力提高,冷加工不锈钢管便会发生如下一系列的组织和性能的变化。  

 

(一)回复与再结晶

    1、回复    当加热温度不高时,原子的扩散能力尚低,故不能引起不锈钢厚壁管显微组织的变化,但晶格的转变大大减小,从而使内应力明显下降。同时,不锈钢管的某些理化及机械性能有一定程度的恢复,如强度、硬度略有下降,塑性略有升高,而比电阻及腐蚀现象则显著减低。在工业上厚壁管厂家常常利用这种回复现象将冷加工不锈钢管在低温加热进行所谓的“消除应力退火”处理。

    2、再结晶    冷压力加工不锈钢管当加热温度继续升高时,由于原子活动能力的增大,不锈钢管的显微组织便发生明显的变化,由破碎的、拉长或压扁的晶粒变为均匀细小的等轴晶粒。这一变化过程也是一个生核及成长的过程。冷压力加工不锈钢管在加热过程中出现生核及成长重新改组为新晶粒的过程称为“再结晶”。但应注意,它在生核及成长的过程中,并无晶格类型的变化。

    经再结晶后,不锈钢管的强度、硬度显著下降,而塑性显著升高,所有机械及物理性能都全部地恢复到它变形以前的数值。

    由于不锈钢厚壁管再结晶过程可以完全消除加工硬化的组织,使不锈钢管恢复到变形以前的状态,故在工业上为了消除加工硬化现象,降低硬度,提高不锈钢管的塑性,使加工继续进行,广泛地应用所谓“再结晶退火”(即中间退火)。

如果在再结晶退火时加热温度过高或加热时间过长,则不锈钢管在再结晶后的晶粒便会继续长大。这时,不仅不锈钢管的强度下降,而且塑性和韧性也降低,这是应该避免的。

 

(二)影响再结晶晶粒度的因素  

 不锈钢管再结晶退火后的性能与其晶粒度有关。因为晶粒的大小,不仅影响其强度和塑性,而且还明显地影响着不锈钢管的冲击韧性。实践证明,晶粒愈细,冲击韧性愈好。那么,影响再结晶晶粒度的主要因素有那些呢?

    首先,是退火温度及时间的影响。加热温度愈高,加热时间愈长,则晶粒愈大,其中影响最强烈的是加热温度。对于工业用不锈钢管,开始再结晶温度T再结晶主要与不锈钢管的熔点有关。其大致关系如下:

    T再结晶=(0.35~0.40)T熔化式中T是绝对温度。

    对于工业上冷加工后的不锈钢管及合金,为了消除加工硬化现象,退火温度选择一般比开始再结晶温度要高100~200℃以上。例如,纯铁的熔点为1534℃,其开始再结晶温度约为450℃,不锈钢厚壁管的再结晶温度稍低于450℃,故生产上用的钢的再结晶退火温度为600~700℃。

    其次,是不锈钢管在退火前的变形度的影响。由图可知,当变形度很小时,由于不锈钢管不发生再结晶,因而晶粒大小没有什么变化。但是,当变形度稍增时,再结晶退火后其晶粒度发生急剧长大,这一出现最大晶粒度的变形程度叫做“临界变形程度”。对一般不锈钢管及合金来说,临界变形度大约在2~10%。在临界变形度时,因变形很不均匀,再结晶退火的生核数目较少,再结晶后得到了分布极不均匀的晶粒,于是便引起了随后晶粒的急剧长大。当超过临界变形度后,随着变形度的增大,引起不锈钢管组织的强烈破碎,产生大量均匀分布的晶核,因而再结晶后便获得了细晶粒。
不锈钢管
    由此可见,为了得到优良的组织及性能,在制订不锈钢管压力加工工艺时,必须避免在临界变形度左右进行加工。如工业上在冷辗压不锈钢管时,一般都采取30~60%的变形度,而很少采用10%以下的变形度。

    此外,不锈钢管中的杂质和合金元素,以及变形前的原始晶粒度等,都会影响其再结晶后的晶粒度。
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