眾所周知,不銹鋼水管經(jīng)過熱處理后的性能會更好,更符合機(jī)械零件的性能要求。然而,在熱加工過程中,金屬材料會出現(xiàn)變形等問題,金屬材料的外觀變形對機(jī)械零件的加工有致命的影響。接下來,我們就來了解不銹鋼水管熱處理變形的因素。
一、不銹鋼水管熱處理后變形的原因
不銹鋼管變形主要原因是鋼中存在內(nèi)應(yīng)力或者外部施加的應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力是因溫度分布不均勻或者相變所致,殘余應(yīng)力也是原因之一。外應(yīng)力引起的變形主要是由于工件自重而造成的“塌陷”,在特殊情況下也應(yīng)考慮碰撞被加熱的工件,或者夾持工具夾持所引起的凹陷等。
變形包括彈性變形和塑性變形兩種。尺寸變化主要是基于組織轉(zhuǎn)變,故表現(xiàn)出同樣的膨脹和收縮,但當(dāng)工件上有孔穴或者復(fù)雜形狀工件,則將導(dǎo)致附加的變形。如果淬火形成大量馬氏體則發(fā)生膨脹,如果產(chǎn)生大量殘余奧氏體則相應(yīng)的要收縮。此外,回火時一般發(fā)生收縮,而出現(xiàn)二次硬化現(xiàn)象的合金鋼則發(fā)生膨脹,如果進(jìn)行深冷處理,則由于殘余奧氏體的馬氏體化而進(jìn)一步膨脹,這些組織的比容都隨著含碳量的增加而增大,故含碳量增加也使尺寸變化量增大。
二、不銹鋼水管熱處理后變形的影響因素
總的來說,不銹鋼管在熱處理后變形的因素主要有以下三個:
1、淬火介質(zhì)因素
經(jīng)相關(guān)研究表明,熱處理工藝的實(shí)施中,淬火介質(zhì)的選擇關(guān)系到熱處理工藝的效果,并與材料變形的發(fā)生密切相關(guān)。在實(shí)際熱處理中,針對淬火介質(zhì)的質(zhì)量選擇,對不銹鋼焊管淬火效果產(chǎn)生影響,其淬火的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重制約。另外,介質(zhì)的攪拌速度、方式在一定程度上也會影響到材料,如若介質(zhì)攪拌法方式不合理,材料變形的概率也會增加。
2、內(nèi)應(yīng)力塑性變形因素
在304不銹鋼管在熱處理過程中,加熱冷卻不均勻和相變時間不均會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,在一定塑性條件的配合下,會發(fā)生內(nèi)應(yīng)力塑性變形。在加熱和冷卻過程中,管材內(nèi)外層的加熱和冷卻速度不同,導(dǎo)致各處溫度不一致,從而產(chǎn)生不同程度的熱脹冷縮。由此產(chǎn)生的應(yīng)力變形稱為熱應(yīng)力塑性變形。在加熱和冷卻過程中,鋼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在不同的時間發(fā)生變化和變形。
3、體積變形因素
體積變形在不銹鋼水管熱處理過程中,各種相結(jié)構(gòu)的組織比體積是不同的,相變過程中發(fā)生的體積和尺寸變化就是比體積變形。比體積變形一般只與奧氏體中碳元素和金元素的含量、游離相碳化物、鐵素體的量、淬火前后組織比容的差異、殘余奧氏體的量等有關(guān)。
一般來說,體積變形是由相變時比容的改變而引起的。馬氏體的質(zhì)量體積比鋼的其它組成相的質(zhì)量體積要大,熱處理時鋼管由其它組成相轉(zhuǎn)化為馬氏體時,必然引起體積的增加。而奧氏體的質(zhì)量體積要比鋼的其他組織質(zhì)量體積要小,在熱處理時由其他組成相轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時,則引起體積的減小。
以上就是不銹鋼水管熱處理變形的因素,影響因素分別有這三個:淬火介質(zhì)、內(nèi)應(yīng)力塑性變形、體積變形。熱處理工藝中存在的變形情況會對工藝的效率造成一定的影響。為了確保不銹鋼水管的精準(zhǔn)性,進(jìn)行工件熱處理的過程中,需通過相應(yīng)的措施將變形控制在一定的范圍之內(nèi),這樣才能保證生產(chǎn)出來的鋼管不變形。