#无缝钢管#-品质保证

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。

产生偏心的钢管 在热轧钢管生产过程中 容易产生，产生的环节多半是在热穿孔时产生的：

根据对自动轧管机轧后钢管的解剖分析，我们认为穿孔毛管经自动轧管机轧制后，钢管纵横向壁厚不均的形式基本上保留了穿孔毛管壁厚不均的分布特征，即轧后钢管仍具有螺旋状的壁厚不均，而且横向壁厚不均显著增大。

自动轧管机产生壁厚不均的原因是：

①穿孔毛管壁厚不均的存在形式和严重程度，直接影响轧后钢管壁厚不均的存在形式和严重程度。

②在自动轧管机上轧管时，因顶杆弯曲，使顶头位置偏离孔型中心而导致壁厚不均，其管中和管头各横截面上的 壁厚和小壁厚位置几乎固定不变；而管尾到管头壁厚不均程度则逐渐增大，因此，减小顶杆残余弯曲度，降低轧管时顶杆的轴向力，对减小壁厚不均程度有显著作用。

③减壁量越大，荒管壁厚不均越严重，减壁量较小时，自动轧管机有减小穿孔毛管壁厚不均的作用。④孔型调整不正确，当辊缝不平行时，会使荒管的壁厚不均加剧。

我们无缝钢管厂对Φ400mm自动轧管机组，穿孔、二次穿孔（延伸）、自动轧管和均整4个轧制过程的荒管实测壁厚数据进行了傅立叶变换，得出了壁厚不均的定量分析及其形成原因，并以此为基础提出了改善钢管壁厚不均的途径：

①二次穿孔（延伸）后荒管上的螺旋形壁厚不均的分布特征一直保留到成品管，因此改善二次穿孔（延伸）是改善成品管壁厚精度的关键环节，主要措施是改进工具设计，提高顶杆和顶头在旋转过程中与轧制线的同心度。

②改善穿孔后毛管的壁厚不均是重要环节，主要措施是提高管坯的加热均匀性，提高定心孔的精度，加长顶头均整带的长度和反锥的长度，提高顶杆与顶头在旋转过程中与轧制线的同心度。

③轧管时虽会产生严重的对称性壁厚不均，但对减轻螺旋形的壁厚不均有一定的作用。因此，轧管时应轧制两道，道次之间应将荒管翻转90°。

④均整过程能基本上对称性壁厚不均，但对螺旋形壁厚不均的作用甚小，因此，应提高均整机的能力。

⑤傅立叶变换是研究斜轧过程壁厚不均的有效手段，这一方法也可用于其他钢管生产机组管体壁厚不均的研究。

制定管材冷轧冷拔生产的工艺流程及变形规程。在管材冷轧冷拔机组中，在产品投产以前必须对它的生产工艺流程、变形参数和加工设备选择等有一个明确的规定，作为组织生产和进行操作的依据，这项工作就是编制工艺程序表。根据所采用的冷加工方法，工艺程序表可分为拔制表(采用冷拔变形)和轧制表(采用冷轧变形)以及轧制和拔制表(采用冷轧冷拔两种方式变形)，由于管材冷轧冷拔生产特点是多工序和循环性，而且品种很多，为了使生产能合理和有秩序地进行，编制工艺程序表是很重要的。工艺程序表的内容包括有：管料尺寸，变形方式和道次，每道次的变形量及变形后管子尺寸，选用的加工设备、辅助工序和工模具类型等。编制工艺程序表时，除根据材料加工特性和管子技术条件外，还必须考虑具体的生产条件。各冷拔冷轧机组都有根据自己生产条件制定的工艺程序表，并且在生产实践中不断地进行修改和完善。山东无缝钢管 冷加工方式的配置 按冷轧和冷拔使用情况，方式配置可有单一冷轧、单一冷拔和冷轧冷拔结合3种方案。 (1)单一冷轧方案。和冷拔相比，冷轧变形时应力状态好，道次变形量大，可减少中间工序并缩短生产周期，能降低消耗和降低成本，适宜加工塑性差的高合金钢管和难变形的有色金属。其缺点是生产力低，生产灵活性较小。 (2)冷轧冷拔结合的方案。是管材冷加工的合理方案，冷轧冷拔相结合可发挥冷轧变形量大和冷拔生产灵活的优点，以减少工序、缩短生产周期、提高生产力和扩大品种。采用冷轧冷拔结合方案时，通常是管料先在冷轧机上轧到定壁或定壁前的某个道次，然后进行拔制，直至成品道次。 (3)单一冷拔方案。由于冷拔的道次变形量较小，变形道次多，中间工序多，生产周期长，金属及辅助材料消耗大，单一冷拔方案不是 方案。但拔管机结构比冷轧机简单，投资少，操作容易掌握，工具的制造和更换方便，生产灵活性大，生产力也较高。故采用单一冷拔方案来加工碳钢、低合金钢管和一般有色金属管在实际生产中有广泛的应用。管料尺寸的选择 在冷加工管材生产中，管料的尺寸(直径和壁厚)决定着变形道次、成品管尺寸精度和表面质量。在能保证成品管质量的前提下尽可能选用接近成品尺寸的管料。管料的小壁厚应能保证管料和成品管的壁厚差(即总减壁量)能热轧管表面的螺纹道、划道等表面缺陷，改善壁厚不均，以获得尺寸公差和表面质量都符合要求的管材。在冷拔管生产中，冷拔的小总减壁量一般取0.5～1mm。对成品管质量(尺寸精度、表面质量)要求高时也可以将总减壁量取大一些。在可供应条件下，管料的直径一般比成品管的直径大5～20mm。主要是考虑减径量与减壁量的关系，即变形时有一定的减壁量必定有相应的减径量，才能保证顺利实现金属变形。选择冷轧管料与冷拔的原则基本相同，但在确定管料和中间管尺寸时则要考虑满足冷轧机孔型系统的要求。道次变形量的选择即确定每个加工道次的变形程度(断面压缩率、延伸系数)、减径量和减壁量。在条件允许时，应选取大的道次变形量，以减少加工道次。选择冷轧管机道次变形量时要考虑轧机主要部件强度、材料塑性、对管材的质量要求等。在实际生产中管材的尺寸精度、表面状态以及工具的寿命等常成为限制道次变形量的因素。为了保证产量和质量，成品道次的变形量应取小一些。在多辊式冷轧管机上道次变形量(特别是减径量)比二辊式冷轧管机的小。选择冷拔机道次变形量的影响因素有：金属的冷加工性能(包括金属的强度和塑性)、管身强度(拔制时不能出现拔断现象)、拔管机能力以及选用的拔制方式(见管材冷轧冷拔)和模具类型(见冷拔管工具)。在选择拔制道次变形量时还应考虑的因素有：连拔道次(道次中间不经热处理)的多少，热处理、酸洗、润滑质量的好坏。