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管材热处理的主要质量缺陷

钢管热处理的主要质量缺陷

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讨论管材热处理的主要质量缺陷,以调质热处理工艺为典型工艺予以叙述。 
管材热处理所产生的质量问题主要体现在几方面(性能、组织、缺陷、尺寸、表面等)。 

退火炉-1.jpg

1 性能和组织问题 
性能和组织问题,取决于材料成分和原始状态以及热处理工艺的合理性和工序控制水平,这是热处理质量控制最核心的内容。 
热处理工艺制定或执行不好,管材的性能(如屈服、抗张、延伸)将会超出标准所规定的要求;对组织将出现魏氏体、带状等标准不允许的组织存在。 

退火炉-2.jpg

2 尺寸问题 
主要表现在长度方向(轴向)的弯曲和截面方向(径向)的椭圆度和外径超差。 
2.1 钢管产生弯曲的原因 
2.1.1 钢管加热不均产生弯曲 
钢管加热不均,沿管子轴向方向温度不同,淬火时组织转变时间不同,钢管的体积的变化时间不同,产生弯曲。 
2.1.2 钢管淬火产生弯曲 
淬火是高强套管和高钢级管线管生产的首选热处理方式。淬火时组织转变非常迅速,钢管的组织转变带来体积的变化。由于钢管的各部分冷却速度不一致而导致组织转变速度不一致,也会产生弯曲。 

退火炉-5.jpg

2.1.3 管坯引起弯曲 
若钢管的化学成分存在偏析,即使冷却条件完全一致,在冷却时也会产生弯曲。 
2.1.4 冷却不均产生弯曲 
合金钢管在热处理之后,通常要将钢管边回转边自然冷却。此时钢管的轴向和周向冷却速度是不均匀的,会产生弯曲。钢管若弯曲度不能满足要求,将会影响后续的加工(如运输、矫直等),甚至会影响其性能。 
2.1.5 定径机上产生弯曲 
合金钢管特别是外径公差范围较窄的钢管(如管线管、套管)在回火后一般要求定径。如果定径机架中心线不一致,钢管会产生弯曲。 
2.2 钢管椭圆度和外径超差的主要原因 
淬火时,由于钢管各部分组织转变是不一致的,钢管会产生椭圆度;由于存在椭圆度,所以大部分钢管在调质处理后需要定径,若定径控制工艺不好,外径会出现超差。 

退火炉-3.jpg

3 缺陷和表面问题 
3.1 钢管的淬火裂纹 
钢管的淬火加热温度过高,或加热时间过长,或加热温度严重不均易造成淬火裂纹。若钢管的化学成分存在偏析,钢管有夹杂也容易造成淬火裂纹。 
3.2 钢管的过热或过烧 
钢管的淬火加热温度过高或加热时间过长,易造成过热或过烧,严重时,钢管会发生坍塌。 
3.3 钢管的表面脱碳或严重氧化 
钢管在加热时,表面严重脱碳或严重氧化,是因加热温度和加热时间控制不当或空燃比调整失调所致。

退火炉-9.jpg

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