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真空退火優(yōu)質彈簧鋼、工具鋼、精密鋼管的絲材,不銹鋼制品及鈦合金材,作光亮退火均可采用真空處理。退火溫度愈低,則要求真空度愈高。為防止鉻的蒸發(fā)及加速熱傳導,一般采用載氣加熱(保溫)法,并注意對不銹鋼和鈦合金不宜用氮而應采用氬氣。
過程真空淬火真空淬火爐按冷卻方法分為油淬和氣淬兩類,按工位數(shù)分為單室式和雙室式,904山\畏嘲均屬周期式作業(yè)爐。真空油淬爐都是雙室的,后室置電加熱元件,前室的下方置油槽。工件完成加熱、保溫后移入前室,關閉中門后向前室充入惰性氣至大約2.66%26times;lO ~1.01%26times;10 Pa(200~760mm汞柱),入油。油淬易引起工件表面變質。由于表面活性大,在短暫的高溫油膜作用下即可發(fā)生顯著薄層滲碳,此外,碳黑和油在表面的粘附對簡化熱處理流程很不利。真空淬火技術的發(fā)展主要在于研制性能優(yōu)良、工位單一的氣冷淬火爐。前述雙室式爐亦可用于氣淬(在前室噴氣冷卻),但雙工位式的操作使大批量裝爐的生產(chǎn)發(fā)生困難,也易在高溫移動中引起工件變形或改變工件方位增加淬火變形。單一工位的氣冷淬火爐是在加熱保溫完成后在加熱室內噴氣冷卻。氣冷的冷速不如油冷快,也低于傳統(tǒng)淬火法中的熔鹽等溫、分級淬火。因而,不斷提高噴冷室壓力,增大流量,以及采用摩爾質量比氮和氬小的惰性氣體氦和氫,是當今真空淬火技術發(fā)展的主流。70年代后期將氮氣噴冷的壓力從(1~2)%26times;10Pa提高到(5~6)%26times;10Pa,使冷卻能力接近于常壓下的油冷。80年代中期出現(xiàn)超高壓氣淬,用(10~20)%26times;10Pa的氦,冷卻能力等于或略高于油淬,已進入工業(yè)實用。90年代初采用40%26times;10Pa的氫氣,接近水淬的冷卻能力,尚處于起步階段。工業(yè)發(fā)達已進展到以高壓(5~6)%26times;10。Pa氣淬為主體,而中國產(chǎn)氣淬一些金屬的蒸氣壓(理論值)與溫度的關系則尚處于一般加壓氣淬(2%26times;10Pa)型階段。
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精密鋼管材質
10# 20# 35# 45# 16Mn 27SiMn 15CrMo 40Cr 20Cr 35Crmo等。
去應力退火
將精密無縫鋼管加熱到一定溫度(通常在相變溫度或再結晶溫度以下),保溫一段時間,然后緩慢冷卻,以各種精密無縫鋼管內應力的退火工藝。
在壓力加工、鑄造、焊接、熱處理、切削加工和其他工藝過程中,制品可能產(chǎn)生內應力。多數(shù)情況下,在工藝過程結束后,金屬內部將保留一部分殘余應力。殘余應力可導致工件破裂、變形或尺寸變化,殘余應力也提高金屬化學活性,在殘余拉應力作用下特別容易造成晶間腐蝕破裂。因此,殘余應力將影響精密無縫鋼管的使用性能或導致工件過早失效。
進行去應力退火時,精密無縫鋼管在一定溫度作用下通過內部局部塑性變形(當應力超過該溫度下材料的屈服強度時)或局部的弛豫過程(當應力小于該溫度下材料的屈服強度時)使殘余應力松弛而達到的目的。在去應力退火時,工件一般緩慢加熱至較低溫度(灰口鑄鐵為500~550℃,精密無縫鋼管為500~650℃,有色金屬合金沖壓件為再結晶開始溫度以下),保持一段時間后,緩慢冷卻,以防止產(chǎn)生新的殘余應力。
去應力退火并不能完全精密無縫鋼管內部的殘余應力,而只是大部分。要使殘余應力徹底,需將精密無縫鋼管加熱至更高溫度。在這種條件下,可能會帶來其他組織變化,危及精密無縫鋼管的使用性能 。
冷軋精密光亮鋼管的冷脆性(或低溫脆化傾向)用韌性一脆性轉化溫度Tc表示。高純鐵(0.01%C)的Tc在一100C,低于此溫度則完全處于脆化狀態(tài)。冷軋精密光亮鋼管中大多數(shù)合金元素都升高冷軋精密光亮鋼管的韌性一脆性轉化溫度,增加冷脆傾向。在室溫以上韌性斷裂時,冷軋精密光亮鋼管的斷口為韌窩型斷口,而在低溫下脆性斷裂時為解理斷口。冷軋精密光亮鋼管的低溫脆化的原因是:(1)形變時位錯源產(chǎn)生的位錯被障礙物(如晶界、第二相等)阻塞時,局部應力超過冷軋精密光亮鋼管的理論強度而產(chǎn)生微裂紋。(2)幾個塞積的位錯在晶界合成一個微裂紋。(3)兩個{110)滑移帶相交處反應,引起不動位錯%26lt;010%26gt;,呈楔形微裂紋,它可沿{100}解理面裂開(見圖1b)。增加冷軋精密光亮鋼管冷脆的因素有:(1)固溶強化元素。磷升高韌性一脆性轉化溫度強烈;還有鉬、鈦和釩;含量低時影響不大而含量高時升高韌性一脆性轉化溫度的元素有,硅、鉻和銅;降低韌性一脆性轉化溫度的有鎳,先降低后升高韌性一脆性轉化溫度的有錳。(2)形成第二相的元素。以第二相增加冷軋精密光亮鋼管冷脆重要的元素為碳,隨冷軋精密光亮鋼管中碳含量增加,冷軋精密光亮鋼管中珠光體含量增加,平均每增加1%珠光體體積,韌性一脆性轉化溫度平均升高2.2℃。圖2為鐵素體一珠光體鋼中碳含量對脆性的影響。加入鈦、鈮和釩等微合金化元素,形成彌散分布的氮化物或碳氮化物,引起冷軋精密光亮鋼管的韌性一脆性轉化溫度上升。(3)晶粒尺寸影響韌性一脆性轉化溫度,隨晶粒粗化,韌性一脆性轉化溫度升高。細化晶粒則降低冷軋精密光亮鋼管的冷脆傾向,這是廣為應用的方法。
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