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微合金化钢是指化学成分规范上明确列入需加入一种或几种碳氮化物形成元素,如GB/T1591-94中Q295-Q460的钢,规定:Nb 0.015~0.06%;V 0.02~0.15%(0.20)%;Ti 0.02~0.20%。有时为了弥补生产厂在装备和工艺技术方面的不完善,在冶炼时添加<0.015%Nb或<0.05%V,<0.02%Ti的非合金钢和低合金钢,称为微处理钢,依加入碳氮化物形成元素种类,习惯上叫作微Nb处理、微Ti处理等等,交货时不要求作该成分的检验。 微合金化 微合金化是一个笼统的概念,通常指在原有主加合金元素的基础上再添加微量的Nb、V、Ti等碳氮物形成元素,或对力学性能有影响、或对耐蚀性、耐热性起有利作用、添加量随微合金化的钢类及品种的不同而异,相对于主加合金元素是微量范围的,如非调质结构钢中一般加入量在0.02-0.06%,在耐热钢和不锈钢中加入量在0.5%左右,而在高温合金中加入量高达1-3%。先有钢的微合金化,那么微合金(化)钢又如何定义呢? 基本属性 微合金化钢首先限定在热轧低碳和超低碳的圈子里,此外还有几个公认的基本属性: ① 添加的碳氮化物形成元素,在钢的加热和冷却过程中通过溶解一析出行为对钢的力学性能发挥作用。 ② 这些元素加入量很少,钢的强化机制主要是细化晶粒和沉淀硬化。 ③ 钢的控轧控冷工艺对微合金化钢有重要意义,也是微合金化钢叫做新型低合金高强度的依据。钢的微合金化和控轧控冷技术相辅相成,是微合金化钢设计和生产的重要前提。 处理办法 微处理可有效地提高16Mn原规格钢板、20MnSi大规格螺纹钢筋的屈服强度约10-20Mpa,改善A、B级一般强度板和X42-X46级管线钢的低温韧性,还可使16Mnq、15MnVNq桥梁钢板的时效敏感比降低或。据不完全统计,1998年我国微合金化钢的产量为346万吨,占年全低合金高强度钢总产量55.1%。微处理钢(主要是Nb处理和Ti处理,还包括稀土处理钢在内)产量大致也在300万吨左右。 近20年来,世界钢铁工业富活力和创造性进展,莫过于低合金高强度钢生产装备和工艺技术前所未有的变革,几乎使低合金高强度钢的所有品种领域更新了一代,甚至两代。微合金化钢属于低合金高强度钢范畴,或者说是新型的低合金高强度钢。 我国80年代以来的钢材生产及近年的钢材品种结构调整同样表明了: ① 低合金高强度钢的新发展,借助了钢铁生产工艺技术的一切进步和 成就。 ② 低合金高强度钢的产量大,使用面广,适应了方方面面特殊性能要求,支持了各行各业产品的升级,增加了我国的机电产品和成套装备生产的竞争力。 ③ 微合金化带动了我国富有合金资源的生产和综合利用,微合金化钢生产促进了钢铁企业结构调整和流程优化。 所以,形成了一个崭新的观点,发展微合金化钢就是抓住了基础原材料工业发展的关键,通过变资源优势为产品优势,是实现钢铁强国目标的重要一环。 发展方向 首先看看市场对微合金钢提出了什么样的要求,在"九五"期初根据对石油天然气、铁道、交通、船舶、建设、电力、煤炭、石化及机械制造等9个行业的需求的调查,17个主要钢材品种2000年的需求量为2276万吨,国内有能力提供约2000万吨,各品种的市场占有率在50~,平均为88%,因此提出以产顶进,每年减少进口200万吨的目标。从这一统计得知,主要微合金化钢基本上靠自给,微合金化钢根据市场需求,不断开发、不断进取,可以满足日益增长的需求。



常用的无缝钢管,精密网管的热处理工艺分为两大类: 预备热处理目的:坯料、半成品中的某些缺陷,为后续冷加工,终热处理作组织准备。 终热处理目的:使工件获得所要求的性能。退火与正火的目的 : 钢材经热加工所引起的某些缺陷,或为以后的切削加工及终热处理做好组织准备。一、钢的退火 1、 概念: 将钢件加热到适当温度 (Ac 1 以上或以下),保持一定时间,然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。 2、 目的: (1)降低硬度,提高塑性, (2)细化晶粒,组织缺陷 (3)内应力 (4)为淬火作好组织准备 3、类型:(根据加热温度可分为在临界温度(Ac1或Ac3)以上或以下的退火,前者又称相变重结晶退火,包括完全退火、扩散退火均匀化退火、不完全退火、球化退火;后者包括再结晶退火及去应力退火。) (1) 完全退火: 1) 概念:将亚共析钢(Wc=0.3%~0.6%)加热到AC3+(30~50)℃,完全奥氏体化后,保温缓冷(随炉、埋入砂、石灰中),以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。 2) 目的:细化晶粒、均匀组织、内应力、降低硬度、改善切削加工性能。 3) 工艺:完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下较主温度范围内转变为珠光体。工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透,即工件心部达到要求的加热温度,而且要保证全部看到均匀化的奥氏体,达到完全重结晶。完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。 实际生产时,为了提高生产率,退火冷却至 600℃左右即可出炉空冷。 4) 适用范围:中碳钢和中碳合金钢的铸,焊,锻,轧制件等。 注意事项:低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低,不利于切削加工。过共析钢加热至Accm以上奥氏体状态缓冷退火时,有网状二次渗碳体析出,使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。文章来自网络由"常州精密钢管博客"整理发布,转载请注明出处. (2) 球化退火 1) 概念:使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火。 2) 工艺:一般球化退火工艺Ac 1 +(10~20)℃ 随 炉 冷 至 500~600 ℃空冷。 3) 目的:降低硬度、改善组织、提高塑性和切削加工性能。 4) 适用范围:主要用于共析钢、过共析钢的刃具、量具、模具等。过共析钢中有网状二次渗碳体时,不仅硬度高,难以进行切削加工,而且增大钢的脆性,容易产生淬火变形及开裂。为此,钢热加工后必须加一道球化退火,使网状二次渗碳体和珠光体中的片状渗体发生球化,得到粒状珠光体。 冷却速度和等温温度也会影响碳化物获得球化的效果,冷却速度快或等温温度低,珠光体在较低温度下形成,碳化物颗粒太细,聚集作用小,容易形成片状碳化物,从而使硬度偏高。如果冷却速度过慢或等温温度过高,形成碳化物颗粒较粗大,聚集作用也很强烈,易形成粗细不等的粒状碳化物,使硬度偏低。 (3) 均匀化退火(扩散退火) 1) 工艺:把合金钢铸锭或铸件加热到 Ac 3 以上150~200℃,保温10~15h后缓慢冷却以化学成分不均匀现象的热处理工艺。 2)目的:结晶过程中的枝晶偏析,使成分均匀化。由于加热温度高、时间长,会引起奥氏体晶粒严重粗化,因此一般还需要进行一次完全退火或正火,以细化晶粒、过热缺陷。 3) 适用范围:主要用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件、锻件。 4)注意:高温扩散退火生产周期长,消耗能量大,工件氧化、脱碳严重,成本很高。只是一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭才使用这种工艺。对于一般尺寸不大的铸件或碳钢铸件,因其偏析程度较轻,可采用完全退火来细化晶粒,铸造应力。文章来自网络由"常州精密钢管博客"整理发布,转载请注明出处. (4) 去应力退火 1) 概念: 为去除由于塑性变形加工,焊接等而造成的应力以及铸件内存在的残余应力而进行的退火称为去应力退火。(去应力退火不发生相变) 2) 工艺:将工件缓慢加热到 Ac 1 以下100~200℃(500~600℃)保温一定时间(1~3h)后随炉缓冷至200℃,再出炉冷却。 钢一般在 500~600℃ 铸铁一般在 500~550℃超过550时容易造成珠光体的石墨化。焊接件一般为 500~600℃。 3)适用范围:铸、锻、焊件,冷冲压件以及机加工工件中的残余应力,以稳定钢件的尺寸,减少变形,防止开裂。山东无缝钢管 二、钢的正火 1、概念: 将钢件加热到Ac 3 (或Ac cm)以上30~50℃,保温适当时间后;在静止空气中冷却的热处理工艺称为钢的正火。 2、 目的:细化晶粒,均匀组织,调整硬度等。 3、 组织:共析钢 S 、亚共析钢F+S、过共析钢 4、工艺:正火保温时间和完全退火相同,应以工件透烧,即心部达到要求的加热温度为准,还应考虑钢材、原始组织、装炉量和加热设备等因素。正火冷却方式常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却。对于大件也可采用吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢件的冷却速度,达到要求的组织和性能。文章来自网络由"常州精密钢管博客"整理发布,转载请注明出处. 5、应用范围: 1)改善钢的切削加工性能。碳的含量低于0.25%的碳素钢和低合金钢,退火后硬度较低,切削加工时易于“粘 刀”,通过正火处理,可以减少自由铁素体,获得细片状珠光体,使硬度提高,可以改善钢的切削加工性,提高刀具的寿命和工件的表面光洁程度。 2)热加工缺陷。中碳结构钢铸、锻、轧件以及焊接件在加热加工后易出现粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。通过正火处理可以这些缺陷组织,达到细化晶粒、均匀组织、内应力的目的。 3)过共析钢的网状碳化物,便于球化退火。过共析钢在淬火之前要进行球化退火,以便于机械加工并为淬火作好组织准备。但当过共析钢中存在严重网状碳化物时,将达不到良好的球化效果。通过正火处理可以网状碳化物。 4)提高普通结构零件的机械性能。一些受力不大、性能要求不高的碳钢和合金钢零件采用正火处理,达到一定的综合力学性能,可以代替调质处理,作为零件的终热处理。 三、退火和正火的选择 退火与正火的主要区别: 1、正火的冷却速度比退火稍快,过冷度较大 2、正火后所得到的组织比较细,强度和硬度比退火高一些。退火与正火的选择 : 1、含碳量<0.25%的低碳钢,通常采用正火代替退火。因为较快的冷却速度可以防止低碳钢沿晶界析出游离三次渗碳体,从而提高冲压件的冷变形性能;用正火可以提高钢的硬度,低碳钢的切削加工性能;在没有其它热处理工序时,用正火可以细化晶粒,提高低碳钢强度。 2、含碳量在0.25~0.5%之间的中碳钢也可用正火代替退火,虽然接近上限碳量的中碳钢正火后硬度偏高,但尚能进行切削加工,而且正火成本低、生产率高。 3、含碳量在0.5~0.75%之间的钢,因含碳量较高,正火后的硬度显著高于退火的情况,难以进行切削加工,故一般采用完全退火,降低硬度,改善切削加工性。 4、 含碳量> 0.75%的高碳钢或工具钢一般均采用球化退火作为预备热处理,如有网状二次渗碳体存在,则应先进行正火。退火是将工件加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。缓冷是退火的主要特点,退火件一般随炉冷却至550℃以下时出炉空冷。退火是应用非常广泛的热处理,在工模具或机械零件等的制造过程中,经常作为预备热处理安排在铸锻焊之后,切削(粗)加工之前,用以前一道工序所带来的某些缺陷,并为随后的工序做好准备。 退火目的①降低材料硬度,以利于切削加工;②各类应力,防止零件变形;③细化粗大晶粒,改善内部组织为终热处理做好准备。


一、钢管的分类
1、按生产方法分类
(1)无缝钢管--热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管
(2)焊管
(a)按工艺分--电弧焊管、电阻焊管(高频、低频)、气焊管、炉焊管
(b)按焊缝分--直缝焊管、螺旋焊管
2、按断面形状分类
(1)简单断面钢管--圆形钢管、方形钢管、椭圆形钢管、三角形钢管、六角形钢管、菱形钢管、八角形钢管、半圆形钢圆、其他
(2)复杂断面钢管--不等边六角形钢管、五瓣梅花形钢管、双凸形钢管、双凹形钢管、瓜子形钢管、圆锥形钢管、波纹形钢管、表壳钢管、其他
3、按壁厚分类--薄壁钢管、厚壁钢管
4、按用途分类--管道用钢管、热工设备用钢管、机械工业用钢管、石油、地质钻探用钢管、容器钢管、化学工业用钢管、特殊用途钢管、其他
二、无缝钢管标准
是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材。钢管具有中空截面,大量用作输送流体的管道,如输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道等。钢管与圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同时,重量较轻,是一种经济截面钢材,广泛用于制造结构件和机械零件,如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用钢管制造环形零件,可提高材料利用率,简化制造工序,节约材料和加工工时,如滚动轴承套圈、千斤顶套等,目前已广泛用钢管来制造。钢管还是各种常规武器不可缺少的材料,枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下,圆面积 ,用圆形管可以输送更多的流体。此外,圆环截面在承受内部或外部径向压力时,受力较均匀,因此,绝大多数钢管是圆管。
但是,圆管也有一定的局限性,如在受平面弯曲的条件下,圆管就不如方、矩形管抗弯强度大,一些农机具骨架、钢木家具等就常用方、矩形管。根据不同用途还需有其他截面形状的异型钢管。
1.结构用无缝钢管(GB/T8162-1999)是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。
2.流体输送用无缝钢管(GB/T8163-1999)是用于输送水、油、气等流体的一般无缝钢管。
3.低中压锅炉用无缝钢管(GB3087-1999)是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔(轧)无缝钢管。
4.高压锅炉用无缝钢管(GB5310-1995)是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。
5.化肥设备用高压无缝钢管(GB6479-2000)是适用于工作温度为-40~400℃、工作压力为10~30Ma的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝钢管。
6.石油裂化用无缝钢管(GB9948-88)是适用于石油精炼厂的炉管、热交换器和管道无缝钢管。
7.地质钻探用钢管(YB235-70)是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管,按用途可分为钻杆、钻铤、岩心管、套管和沉淀管等。
8.金刚石岩芯钻探用无缝钢管(GB3423-82)是用于金刚石岩芯钻探的钻杆、岩心杆、套管的无缝钢管。
9.石油钻探管(YB528-65)是用于石油钻探两端内加厚或外加厚的无缝钢管。钢管分车丝和不车丝两种,车丝管用接头联结,不车丝管用对焊的方法与工具接头联结。山东无缝钢管
10.船舶用碳钢无缝钢管(GB5213-85)是制造船舶I级耐压管系、Ⅱ级耐压管系、锅炉及过热器用的碳素钢无缝钢管。碳素钢无缝钢管管壁工作温度不超过450℃,合金钢无缝钢管管壁工作温度超过450℃。
11.汽车半轴套管用无缝钢管(GB3088-82)是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。
12.柴油机用高压油管(GB3093-2002)是制造柴油机喷射系统高压管用的冷拔无缝钢管。
13.液压和气动缸筒用精密内径无缝钢管(GB8713-88)是制造液压和气动缸筒用的具有精密内径尺寸的冷拔或冷轧精密无缝钢管。
14.冷拔或冷轧精密无缝钢管(GB3639-2000)是用于机械结构、液压设备的尺寸精度高和表面光洁度好的冷拔或冷轧精密无缝钢管。
选用精密无缝钢管制造机械结构或液压设备等,可以大大节约机械加工工时,提高材料利用率,同时有利于提高产品质量。
15.结构用不锈钢无缝钢管(GB/T14975-2002)是广泛用于化工、石油、轻纺、医疗、食品、机械等工业的耐腐蚀管道和结构件及零件的不锈钢制成的热轧(挤、扩)和冷拔(轧)无缝钢管。



1 压力冲孔
压力冲孔是将加热的方坯或波浪形钢锭装入圆形模中,然后用压力机驱动冲头在管坯中心部分冲出内孔。一般所冲内孔的面积相当或稍大于坯料与圆形模的间隙,因而变形量很小,延伸系数一般不超过1.1。
2 推轧穿孔
推轧穿孔可以看成是压力冲孔的一种改进形式,即把压力冲孔时的固定圆模改成带圆形孔型的1对轧辊,轧辊由电机驱动。当轧辊旋转将管坯咬入孔型并轧制时,固定在孔型中心位置的冲头便将其穿透成中空的毛管。为了推动轧制,在坯料的尾端需增加一个后推力,因此叫做推轧穿孔。
推轧穿孔是在当时圆连铸工艺尚不成熟,需采用方连铸坯进行穿孔轧管的一种方法,虽然比压力冲孔有了较大改进,但变形量仍然小,所以毛管短且厚,尤其容易产生较大的壁厚不均。因此,在穿孔之后,需要设置斜轧延伸机,以减薄毛管壁厚及延伸毛管长度,并减小毛管壁厚不均程度,但随着圆连铸坯工艺日臻成熟,该方式已逐渐被斜轧穿孔取代。
3 斜轧穿孔
斜轧穿孔是基于圆管坯被2个相互倾斜同向旋转的轧辊咬入并螺旋前进,通过由轧辊、导板(或导辊、导盘)和顶头所构成的孔型将管坯穿成中空的毛管。
实际上,圆管坯被轧辊咬入、旋转并压缩变形螺旋前进,在与顶头接触前,管坯的中心区在拉、压应力反复作用下的塑性变形逐渐发展成疏松,随着疏松的逐渐加重将导致中心破裂而形成“孔腔”(又称“横锻效应”)。因此,需将顶头前端调整在管坯出现疏松而未形成“孔腔”的位置,此时穿孔力能消耗低,工具磨损少,穿出的毛管质量好。如果管坯在已形成“孔腔”后才与顶头接触变形,则很容易在毛管的内孔形成“内折”。
二辊斜轧穿孔是德国曼内斯曼兄弟于1885年发明,并经后人的多次改进与完善,发展至今,斜轧穿孔已成为热轧无缝钢管生产主要的穿孔方式。
斜轧穿孔机的类型:斜轧穿孔机按轧辊数目可分为二辊斜轧穿孔机和三辊斜轧穿孔机。
三辊斜轧穿孔机由于孔型封闭性差,穿孔薄壁管时容易形成尾三角,因而仅局限于生产中厚壁钢管的机组中,如三辊轧机。
二辊斜轧穿孔机按轧辊形状可分为盘式穿孔机、锥形辊穿孔机和桶式或曼式穿孔机。其区别在于其轧辊轴线与轧制中心线的倾角不同,由此造成在变形运动学上的较大差异。
导板、导辊和导盘都是二辊穿孔机的导向装置,其中导板为固定,导辊为隋辊,导盘由马达驱动旋转。它们不仅对穿孔毛管变形过程起到导向,保持毛管中心及轧制稳定的作用,同时也起到限制毛管横向变形的作用。导板、导辊和导盘与轧辊顶头一起组成封闭性穿孔孔型。

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