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16Mn无缝管热处理概述

发布时间:2021-10-04人气:66

热处理工艺设计 

一、16Mn无缝管热处理概述 

热处理的目的是改变钢的内部组织结构,以改变钢的性能,通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能,延长机器零件的使用寿命。热处理工艺不但可以强化金属材料,充分挖掘材料性能潜力,降低结构重量,节省和能源,而且能够提高机械产品质量,大幅度延长机械零件的使用寿命。 

热处理的三阶段:加热,保温,冷却。 

这三个阶段决定了材料热处理后的组织和性能。加热是热处理的第一道工序。不同的材料,其加热工艺和加热温度都不同。加热分为两种,一种是在临界点A1以下的加热,此时不发生组织变化。另一种是在A1以上的加热,目的是为了获得均匀的奥氏体组织,这一过程称为奥氏体化。 

保温的目的是要保证工件烧透,防止脱碳、氧化等。保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。一般工件越大,导热性越差,保温时间就越长。 

冷却是热处理的最终工序,也是热处理最重要的工序。钢在不同冷却速度下可以转变为不同的组织。 

16Mn无缝管无缝管是目前国内建筑用主要钢材之一,以热轧状态交货。16Mn无缝管属于低合金钢板系列,在此系列中为最普通材质或者牌号的钢板。根据特殊要求,可以对钢板进行一些特殊的处理:热处理和Z向性能。这里我们只讨论热处理。其热处理一般为控扎,正火等等。 二、16Mn无缝管热处理设计 

采用膨胀法并结合金相-硬度法,膨胀曲线在G leeb-1500热模拟机上测定。为使加热温度接近16Mn无缝管无缝管的开轧温度保证微合金元素的充分溶解,根据已有文献,试样的奥氏体化温度定为1000℃(在2min内将试样加热至此温度),保温15min。分别以13种不同的冷却速度(0.1~75℃/s)将试样冷却,获取其膨胀曲线,再由膨胀曲线确定相变温度。以喷水冷却(冷却速度约为400℃/s)测定其Ms点。用DTA方法(以2℃/min由500℃升温到1000℃)确定其临界点Ac1和Ac3,最后在POLYVAR-MET金相显微镜进行组织观察,并测得显微硬度(HV2)。 

测定结果为Ac1=917℃,Ac3=770℃,Ms≈400℃。根据不同冷却速度膨胀曲线上的拐点(切点或极值点),结合金相组织,确定的箱变温度见表二。将表二中的相变点绘制到温度-时间半对数坐标上,用连线法将个物理意义相同的点连接起来同时在该坐标上标出Ac1,Ac3和Ms即可绘制出CCT图(图一),冷却曲线 - 5 -  旁的数字为冷却速度,冷却曲线下端的数字为以此冷却速度冷却后试样的室温维氏硬度值(HV2)16Mn无缝管一般是淬火+低温回火热处理,250℃以下回火时为回火马氏体,450以上回火时为回火索氏体。已经测出的16Mn无缝管无缝管过冷奥氏体等温转变曲线(TTT图)有多个.由于所用试样的化学成分和奥氏体化工艺的差别,不同测试者可获得不加热到770+(20~30)℃,短时间保温或者不保温,油淬,然后250℃回火(+10-10),可以保证硬度在45-49之间,回火最好在淬后有余热时马上进行,这样可以最小程度减小变形.如果对疲劳性能有更高要求,可以在回火后再进行喷丸处理,这样光洁度也会好一点,出炉马上就得进油,不用水。 16Mn无缝管是结构钢低温回火,770淬火150~250回火淬火+低温回火,所得组织为回火马氏体。其目的是获得高的屈服强度,弹性极限和较高的韧性。淬火后低温回火。可获得比较优良的综合性能。 (1)16Mn无缝管无缝管的预热处理  根据不同板厚及不同环境温度下16Mn无缝管无缝管的预热温度 以下 不低于-10℃不预热,-10℃以下预热100~150℃;  16~24 不低于-5℃不预热,-5℃以下预热100~150℃;  25~40 不低于0℃不预热,0℃以下预热100~150℃;  40以上 均预热100~150℃。  给定试样16Mn无缝管无缝管预先热处理工艺示意图16Mn无缝管

钢的退火  将组织偏离平衡状态的钢件加热到适当的温度,保温一定时间,随后缓慢冷却,从而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。  16Mn无缝管属于低合金结构钢,为低碳钢,若采用通常的完全退火,则其硬度太低,切削性能不好。为改善切削性能,可采用高温退火,即在比通常完全退火更高的温度下加热,获得

4 ~6级的粗晶粒,以提高切削性能。  16Mn无缝管无缝管属于亚共析钢,合金元素含量较低,具有良好的韧性,强度和抗冷热疲劳性能与一定的耐磨性。温度选择为Ac3+(20~30)℃。一般先把钢管加热到 870-880 度 再炉冷至 500 度 然后炉外空冷。    图4  16Mn无缝管退火后的显微组织  (3)16Mn无缝管无缝管的正火  正火是将钢加热到Ac3或Accm以上30~50℃——保温——出炉空冷。低碳钢正火的目的之一是提高切削性能。但是对16Mn无缝管这样碳的质量分数低于0.20

的钢,即使按通常正火温度正火后,自由铁素体量仍过多,硬度过低,切削性能仍较差。为了提高硬度,应提高加热温度(可比Ac3高

100℃,以增大过冷奥氏体的稳定性,而且应该增大冷却速度,以获得较细的珠光体和分散度较大的铁素体。16Mn无缝管无缝管一般正火热处理,加热到560℃,保温2小时,再加热到850℃,保温3小时,炉冷。

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