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精密管技术

22精密无缝管热处理工艺

22精密无缝管内部孔径非常小,淬火应力分布为内外面均为压应力,中间层为拉应力。当孔径稍大时,残余应力随壁厚的减小而急剧下降,从而使内部和外部的应力分布呈拉应力,中间层为压应力。

但当22精密无缝管内孔冷却效果不佳时,内表面仍将保持拉伸应力状态。进一步增大内径,进一步减小壁厚,结构应力增大,内应力减小,总残余应力趋于减小。对于具有尖角或截面突变的22精密无缝管构造,其残余应力分布倾向于集中于转角或尺寸突变的过渡区域。

22精密无缝管

3. 22精密无缝管热处理工艺参数对内部应力的影响(1)加热温度低于临界点时,淬火冷却仅形成内应力;超过临界点时,空心精密钢管淬火冷却既形成内应力,也形成结构应力;加热温度进一步升高时,这些应力也随之增加。随着精密套管钢管淬火温度的升高,淬火应力增大。而径向应力变化不大,切应力和轴向应力变化不大。

加热速率,加热速率关键影响内应力的大小,对结构应力也有间接影响。也就是说,在高温下,加热速度会影响22精密无缝管化学成分的均匀度和晶粒度,进而影响结构应力。颗粒大小增大,淬火后结构应力增大。所以选择不会使晶粒长大的温度加热,是理想的淬火温度。22精密无缝管调质处理冷却因子生产现场最常用的冷却介质是油和水。

5CrMnMo钢圆柱试样进行了经水淬火和油淬火后应力分布的比较。水淬后表面层为压应力(图中实线),而油中表面层为拉应力(虚线)。精密小口径光亮管淬火冷却速率越快,所形成的残余应力也越大。(4)22精密无缝管表面层碳量的变化主要是由于受热时22精密无缝管表面层碳量发生了变化。

22精密无缝管

根据数据可以看到表面脱碳的高碳钢(22精密无缝管试样)经过淬火后的应力分布。由此可知,由于脱碳表面层淬火后低碳马氏体体积比未脱碳的高碳马氏体体积小,所以表面为拉应力状态,而内层为压应力状态。提高表面含碳量对残余应力的影响,与脱碳反应相反。

(5)22精密无缝管表面淬火,高频率感应淬火后,表层在发生马氏体转变的同时形成了结构应力,而在此环节中,热效应对内应力形成了影响。高频率感应淬火形成的残余应力也是内应力和结构应力相互反应的效果。由数据可以看出,精密无缝管钢管高频率感应淬火后,材料表面为压应力,中间为拉应力并有峰值,而心部应力分布特征较小。

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