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高强度精密焊管变形主要类型

  • 发布时间:2020-11-10

高强度精密焊管变形主要类型有尺寸变形和形状变形两种。尺寸变形包括高强度精密焊管体积或线性尺寸发生膨胀或收缩,但几何形状没有发生变化。形状变形造成曲率或角度发生变化,如扭曲、弯曲和非对称尺寸变化。

高强度精密焊管热处理过程中,这两种类型的变形常有发生。之前总结了合金钢焊接精密钢管在热处理过程中的主要影响因素与变形的交互作用,主要包括温度、组织、应力与应变。对工具钢而言,这些交互作用主要受到高强度精密焊管的基体碳含量、合金元素的种类和数量以及碳化物的形成、转变及析出特点的影响。

高强度精密焊管

在高强度精密焊管热处理中,随时间和温度的改变,微观组织发生变化。温度变化的速率导致微观组织变化称为相变动力学,用时间-温度转变图表示。冷拔精密焊接钢管每种相变都会释放或吸收潜热,影响到温度场的变化。高强度精密焊管在热处理过程中的非均匀温度分布,即温度梯度,会导致热应力产生。

如热应力超过该温度高强度精密焊管的屈服强度,就发生塑性变形。反过来,冷轧精密光亮焊管变形也会产生热量,影响温度场。此外,还存在应力状态与微观组织之间的相互作用。相变会导致可用相变塑性模型描述的微塑性变形。本文主要讨论工具钢高强度精密焊管变形机制。重点是钢中的碳与相关的合金化元素,如Cr、W、Mo、V、Nb和Ti形成一次、共晶、先共析以及二次硬化析出等各种类型的碳化物。

这些碳化物通过溶解和析出与基体发生相互作用,影响高强度精密焊管基体的成分,进而影响其转变动力学(转变至铁素体、奥氏体、马氏体、贝氏体和珠光体),导致变形。在相变过程中,钢中碳含量也是引起尺寸变化的主要因素,这里仅考虑了铁-碳二元合金,即钢的基体成分。

高强度精密焊管

工具钢的基体碳含量约在0·4%~略大于1%之间,如工具钢预处理状态为退火,基体碳含量为0·5%(无碳化物)的钢在奥氏体化时,尺寸会发生收缩。在随后淬火时,奥氏体向正方晶系马氏体转变,尺寸产生0·25%的总膨胀。

马氏体组织在回火过程中,由于形成回火马氏体和碳化物,在长度方向稍有收缩。精密直缝焊管中碳化物类型(有M3C、M7C3、M23C6、M6C、M2C或MC)完全取决于高强度精密焊管中的合金元素。与其对比,根据微观力学的机理,碳化物形成元素如以碳化物形式存在,会引起不同长度的变化。

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