冷拔鋼管常見(jiàn)的熱處理工藝
根據(jù)鋼管經(jīng)過(guò)冷加工后的性能情況，結(jié)合液壓油缸缸筒技術(shù)條件要求，在實(shí)際生產(chǎn)中大多采取以下熱處理工藝進(jìn)行處理。
1、去應(yīng)力退火工藝
該工藝是采取低于再結(jié)晶加熱溫度的熱處理工藝，目的在于消除由于塑性形變加工造成的鋼管內(nèi)殘余應(yīng)力，但仍保留冷加工硬化效果，以保障鋼管的性能和防止鋼管產(chǎn)生形變開(kāi)裂。對(duì)于27SiMn材料，具體的去應(yīng)力退火工藝為：加熱至480∼500℃，保溫180min,經(jīng)去應(yīng)力退火后，對(duì)鋼管進(jìn)行檢測(cè)，其幾何尺寸精度、性能分別;鋼管表面粗糙度為12.5µm，無(wú)脫碳層;金相組織為帶狀鐵素體+珠光體，鐵素體晶粒度為9級(jí)。
對(duì)上述經(jīng)去應(yīng)力熱處理后鋼管的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，得出：
①鋼管的幾何尺寸精度基本無(wú)變化;
②鋼管的伸長(zhǎng)率、斷面收縮率及表面粗糙度達(dá)到技術(shù)要求;
③鋼管的沖擊功比冷加工狀態(tài)下提高83%，但是依然未達(dá)到液壓油缸缸筒的技術(shù)要求;
④鋼管的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及硬度在冷加工基礎(chǔ)上大幅降低;
⑤鋼管的金相組織比冷加工狀態(tài)下稍微有所改善，但是與液壓油缸缸筒的技術(shù)要求相差甚遠(yuǎn)。
由于去應(yīng)力退火的特性主要是消除金屬的內(nèi)應(yīng)力，在熱處理工藝中加熱溫度沒(méi)有超過(guò)材料的相變溫度，只是接近再結(jié)晶溫度，所以去應(yīng)力退火過(guò)程中，金屬材料的組織基本不發(fā)生變化。當(dāng)一般環(huán)境下使用的液壓油缸缸筒對(duì)材料性能和耐沖擊韌性以及疲勞強(qiáng)度要求較低時(shí)，可以采取上述熱處理工藝生產(chǎn)。
2、正火熱處理工藝
該工藝是將鋼管加熱到上臨界點(diǎn)(Ac3或Acm)以上40∼60℃的溫度，保溫一段時(shí)間，達(dá)到完全奧氏體化后，在空氣中冷卻。其目的在于使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化，提高材料的性能和獲得接近平衡狀態(tài)的組織。
27SiMn材料的具體正火工藝為：加熱至920∼930℃，保溫35min后風(fēng)冷。
經(jīng)正火熱處理后，對(duì)鋼管進(jìn)行檢測(cè)，其幾何尺寸精度、性能分別見(jiàn)表6和表7;鋼管表面粗糙度為12.5µm，脫碳層厚度為0.05mm;金相組織為4級(jí)，為珠光體+鐵素體。
對(duì)上述經(jīng)正火熱處理后鋼管的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，得出：
①鋼管的伸長(zhǎng)率、斷面收縮率、沖擊功及表面粗糙度均達(dá)到技術(shù)要求;
②鋼管的幾何尺寸波動(dòng)較大，雖然在技術(shù)要求范圍內(nèi)，但是已經(jīng)接近極限值;
③鋼管的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度比冷拔鋼管有大幅降低;
④鋼管的金相組織大有改善，但是依然未達(dá)到液壓油缸缸筒的技術(shù)要求。
正火能消除過(guò)共析鋼的網(wǎng)狀滲碳體，對(duì)于亞共析鋼正火可細(xì)化晶格，提高綜合力學(xué)性能。當(dāng)27SiMn材料在正火時(shí)，加熱至鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了溫度Ac3以上，鐵素體逐漸溶于奧氏體內(nèi)，鋼的組織就全部奧氏體化，產(chǎn)生大量的細(xì)小而且排列精密的奧氏體組織。也就是，該熱處理工藝雖能使27SiMn材料具有一定的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、塑性、韌性等，但是抗彎曲和扭曲能力依然低下，尤其是疲勞強(qiáng)度不能滿足液壓油缸缸筒的技術(shù)要求。因此，當(dāng)液壓油缸缸筒在稍惡劣環(huán)境下使用并對(duì)性能及疲勞強(qiáng)度要求不高時(shí)，可以采取上述熱處理工藝生產(chǎn)。
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