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热处理时大棚钢管内部组织的变化

作者:天津鑫鸿晟钢管有限公司 浏览: 发表时间:2019-11-25 17:20:52

        钢制的机器零件、工具、量具、刃具等在热处理时经过加热、保温、冷却等过程,但在加热时,由于有慢速加热和快速加热,在冷却时也有快速冷却和慢速冷却,还有加热保温的温度高低等等的不同。在这些复杂交替的过程中,钢铁内部要发生各种性能的变化。萁中有物理、化学性能的变化;有内部金相组织(即晶体结构及其分布状况)的变化;这些变化都有可能引起工件的外形变化首先,大棚钢管在加热或冷却时有膨胀缩小的性质。其次,表面和心部加热或冷却的速度不同,这个不同就能使工件膨胀和缩小出现不平衡,从而产生内部原子之间的力的作用,这个力我们叫内力(单位截面积所具有的内力称应力。因加热或冷却产生的应力称为热应力)。最值得重视的是,工件在加热或冷却时,有金相组织的转变,简称相变。金属相变都伴有比容(就是单位重量所占的容积)的变化,也就是产生体积的变大或缩小。比如工件各部位由于温度的差距造成相变时间上的、数量上的差别而产生应力。这种应力称之为组织应力。组织应力可以发生在加热过程也可以发生在冷却过程。这种应力也是热处理过程中必然的现象。上面讲的工件应力是热处理过程中产生的热应力和组织应力。产生应力的原因还有一种是机械外力作用在工件上造成的。比如对大棚钢管进行拉伸压缩、弯曲、扭转等力的作用,这种施加到钢件的力,钢内部的原子,也产生力的传递作用,这种应力就叫机械应力。工件经过冷加工,如车、钳、铣、刨、冲压、锻打等后都储藏有机械应力。工件在热处理时由于各种应力的发生和作用到工件内,就使工件发生变形。工件变形有几种表现形式,比如工件发生歪扭,弯曲,圆变椭圆,正方变长方等等,即工件发生几何形状的变化称做畸变;还有工件在热处理时发生几何尺寸的变化,即尺寸的伸长或编短,如圆环的增大和缩小等等。

        只发生尺寸的变化称为形变。畸变和形变的总称为变形。在热处理时,形变和畸变是同时发生的。但由于各种内因、外因的不同,两种变形的程度又是不同的工件在淬火或回火的热处理工艺过程中,有时发生开裂现象。开裂有粉碎性开裂和裂纹性开裂。开裂当然也是变形的一种形式。大棚钢管的内部组织及其性质,对钢在热处理时的变形有很大关系,只有弄懂了钢的内部组织和性质,才能掌握钢在热处理时的变形规律。原来钢在热处理的变形,其中一个很重要的因素就是相变造成的所谓组织应力。如果我们了解了钢在热处理过程中每一阶段的相和组织结构的状态,那么,对我们采取各种措施防止变形,以及变形后的校正工作都有一定的导意义。现在首先把钢内在不同条件下有可能形成的相或组织谈谈,然后再来谈谈钢在不同条件下形成的相以及数量上的分析。铁素体:就是碳和其它元素溶解在a铁中的固溶体。含碳量在004%以下。它的机械强度和硬度较低,塑性较好;强度极限为25公斤/厘米,延伸率为50%,断面收缩率为8%,碳度HB=80~100.它的结晶格子为体心立方晶格,即与a-Fe相似。大棚钢管的退火状态都存在一定数量的铁素体,含碳越低的钢,铁素体量越高。亚共析钢(即含碳量低于08%的)有单独的铁素体晶粒存在,而共析钢(即含碳量为08%的)和过共析钢(碳含量大于0.8%的)则与渗碳体共析为珠光体。渗碳体:即铁与碳的化合物,即Fe3C(含碳量为667%)它的机械性能是硬而脆HB=745~760.结晶格子为密堆原子的正交体。渗碳体存在于钢的退火状态,碳的含量越高渗碳体量越多,所以钢的含碳量越高,其塑性就越差。

        珠光体:为铁素体和渗碳体的共析混合物〔即a-Fe(c)+Fe3c)。碳的浓度为08%,珠光体的硬度与它自己的形状有关。渗碳体在钢中有两种形状,一种为片状渗碳体的珠光体称片状珠光体,另一种为球状渗碳体叫球状珠光体。一般说来,球状珠光体的塑性比片状珠光体的塑性好。退火状态的各种钢中都存在珠光体,在共析钢和亚共析钢中,含碳量愈高其珠光体的比例意大。奥氏体:碳和其它合金元素溶解在y-Fe中的固溶体YFe(e)。碳含量在2%以下。硬度较低HB70~220,塑性较好。它存在于723℃以上的钢中。在淬火冷却过鞋中关钢以过冷奥氏体状态存在,直到马氏体转变温度以于奥氏体才能变为马氏体。但往往还留有一部分残余奥氏体当然,它仍然是不稳定的组织,随着条件的变化或时间延长,残余奥氏体有向马氏体转变的趋势。索氏体奥氏体在600~650℃温度范围内转变的产物,即是铁素体和球状渗碳体的混合物。它与珠光体不同之点是分散性教大(也叫弥散度大而且硬度较高。崔通碳素钢正火和淬火后高温回火(500以上),都可以获得索氏体。它的硬度为HB270~320.有一定的塑性。

  

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