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石油異型管的強韌化熱處理
27MnCrV是生產TP110T鋼級石油異型管的新型鋼種,常規生產TP110T鋼級石油異型管鋼種是29CrMo44和26CrMo4。相對于后兩者,27MnCrV含有較少的Mo元素,可以極大地降低生產成本。
然而采用正常的奧氏體化淬火處理工藝生產27MnCrV后存在明顯的高溫回火脆性,造成沖擊韌
性偏低且不穩定。
解決此類問題通常采用兩種方法處理:一是采用回火后快速冷卻的方法避免高溫脆性,獲
取韌性。、二是亞溫淬火法通過鋼種的不完全奧氏體化以有效地改善有害元素及雜質,提高韌
性。種方法,對熱處理設備要求相對嚴格,需要添加額外成本。
27MnCrV鋼的AC1=736℃,AC3=810℃,亞溫淬火時加熱溫度在740-810℃之間選取。亞溫淬
火選取加熱溫度780℃,淬火加熱的保溫時間15min;淬火后回火選取溫度630℃,回火加熱保
溫時間50min。由于亞溫淬火在α+γ兩相區加熱,在保留部分未溶解鐵素體狀態下進行淬火,
在保持異型管較高強度的同時,韌性得到提高。
同時低溫淬火較常規溫度低,減小了淬火的應力,從而減小了淬火的變形,這樣保證了熱
處理的生產的順利操作,而且為后續的車絲加工等提供了很好的原料。
目前該工藝在管加工廠已得以應用,質保數據表明,熱處理后的異型管屈服強度Rt0.6在
820-860MPa,抗拉強度Rm在910-940MPa,沖擊韌性Akv在65-85J間,抗毀性能合格。數據
表明,27MnCrV管已是相當優質的高鋼級石油異型管,另一方面也表明了亞溫淬火工藝是鋼制
品生產中避免高溫脆性時的一種極好方法。
合金異型管常見的工藝檢測方法
合金異型管常見的工藝檢測方法有以下十二種:(一)反復彎曲試驗:將試樣一端夾緊。在規定半徑的圓柱形表面上進行90度的重復反向彎曲
,檢驗金屬的耐反復彎曲能力并顯示其缺陷的試驗;
(二)頂鍛試驗:對規定尺寸的試樣進行錘擊或鍛打。檢驗異型管在室溫或熱狀態下承受頂鍛
塑性變形的能力并顯示其缺陷的試驗。在室溫下進行的頂鍛試驗稱室溫頂鍛試驗,亦稱冷頂鍛
試驗。在熱狀態下進行的頂鍛試驗稱熱頂鍛試驗;
(三) 管卷邊試驗:將規定形狀的頂心壓入金屬管一端,使管壁均勻卷至規定尺寸,檢驗管
壁承受外卷塑性變形的能力并顯示其缺陷的試驗;
(四)管液壓試驗:用水或規定液體充滿金屬管,在一定時間內承受規定壓力,檢驗異型管質
量及強度并顯示其缺陷的試驗;
(五)淬透性:指鋼奧氏體化后接受淬火的能力,或奧氏體向馬氏體轉變的傾向,常用淬硬層
的深度來說明。淬硬層的深度是指表面至半馬氏體層的距離。對合金結構鋼,檢驗淬透性的方
法主要是標準規定的結構鋼末端淬火試驗方法;
(六)切削加工性:異型管材料用切削工具加工時所表現出來的性能。在切削或磨削時,容易
達到較高的表面加工精度,而且工具不易損耗,切屑容易脫落,切削力較小等,都表示該金屬
材料的切削加工性好;
(七)彎曲試驗:用規定尺寸彎心將試樣彎曲至規定程度,檢驗金屬承受彎曲塑性變形的能力
并顯示其缺陷的試驗。一般應規定彎心直徑尺寸和彎曲角度及對彎曲處表面的要求;
(八)管彎曲試驗:在帶槽彎心上將試樣彎曲至規定程度,檢驗異型管承受彎曲塑性變形的能
力并顯示其缺陷的試驗;
(九)管壓扁試驗:將金屬管壓扁至規定尺寸,檢驗其塑性變形能力并顯示其缺陷的試驗;
(十)管擴口試驗:將規定錐度的頂心壓入金屬管一端,使直徑均勻地擴張至規定尺寸,檢驗
異型管徑向擴張塑性變形的能力并顯示其缺陷的試驗;
(十一)杯突試驗:用球形沖頭將金屬板或帶狀試樣壓人規定尺寸的沖模中直至出現穿透裂縫
,測量杯突深度值的試驗。杯突值是指杯突試驗中裂縫開始穿透試樣厚度時沖頭的壓入深度;
(十二)可焊性:鋼本身或與其他金屬按規定的焊接方法進行焊接的可能性或難易程度。
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異型管生產過程中非常常見的四種材料
生產異型管所用的坯料,叫做管坯。合格的管坯是異型管生產的先決條件。對管坯質量提出了
嚴格的技術要求。管坯技術按相關標準執行,包括化學成分、斷面形狀、幾何尺寸、內部組織
、械性等因素。據穿孔方、軋管方法及制管材質,異型管一般采用以下四種坯料:
(一)軋坯
一般為圓坯,生產中也經常使用。
(二)鍛坯
用于穿孔性能較差的合金鋼與高合金異型管的生產。
(三)連鑄圓坯
連鑄圓坯具有成本低、能耗少、組織性能穩定等特點,是管坯發展的主流,也是管材實現連軋的首要條件。
(四)鑄坯
主要有方錠坯,用于P.P.M軋制方式或壓力穿孔等異型管加工方式。
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