在線常化是近年發展起來的一種熱處理工藝,即形變正火。它是將連軋管軋制后的
無縫鋼管,在冷床上冷卻到再結晶溫度以下,進再加熱爐,在爐內將無縫鋼管加熱到Ac3或Acm 以上溫度后,保溫一段時間,使鋼的金相組織轉變為奧氏體,然后出爐,經定徑機或張減機減徑軋制后空冷或空、霧冷卻等,使奧氏體組織轉變為珠光體,從而達到實現無縫鋼管性能,是現代控制軋制方案。
在線常化的性能要求:
在達到強度要求的同時,實現韌性與強度的優良匹配,具有良好的可焊性,優良的低溫韌性。
在線常化的實現目的 :
(1) 使鋼材的組織變得均勻,晶粒細化;
(2) 改善一些鋼種的力學性能;
(3) 改善低碳鋼和低合金鋼的金相組織和性能,為合金元素的擴散創造條件。
在金相顯微鏡下呈現鐵素體加珠光體組織,如果是微合金化鋼,在透射電鏡下可觀察到析出相與第二相顆粒。
在線常化就是在軋制過程中間插入正火工藝,利用了部分軋制余熱,可縮短正火加熱時間。微合金化在線常化鋼替代離線正火或調制處理鋼,減少了與熱處理、精整、能量、脫碳、鐵皮損失(氧化)等有關的成本。總之,在線常化既簡化工序,又節省能源。
與調質處理鋼相比,在線常化鋼具有更好的切削性能,這是由于鐵素體 + 珠光體組織比回火索氏體組織切削性能好。
在線常化的工藝說明:
經軋制的鋼冷至Ar1以下,由奧氏體全部轉變為鐵素體 + 珠光體組織,即進行再加熱,又全部轉變成奧氏體后,空冷得到較為細小的鐵素體 + 珠光體組織。
根據工件大小確定入再加熱爐前的冷卻時間,確保冷卻至Ar1溫度以下,確定工件在再加熱爐中的時間,保證使合金溶解,組織全都轉變成奧氏體,并均勻化,另外,要設定再加熱爐溫度。
為使臺金元素全部溶入奧氏體中,并使奧氏體均勻化,爐中工件應在規定的加熱溫度范圍內保持適當的時間,時間的長短與工件的有效厚度、鋼種、裝爐方式、裝爐量、裝爐溫度、爐的性能及密封程度等因素有關。
冷卻方式不同,意味著工件冷卻速度不同,比如堆冷、并排冷、工件間隔料位冷、單冷,冷速由小變大,一般來說,晶粒尺寸減小,珠光體百分數增加,珠光體片間距減小,使得強度與沖擊韌性均有提高。
再加熱爐中工件的保溫時間是一項不可或缺的控制參數。保溫時間不足,強度達不到要求,保溫時間過長,浪費能源,降低生產效率,而且可能造成工件表面脫碳。
在線常化鋼入再加熱爐之前,經歷了階段性的軋制工序結束,工件的每個部位必須完成奧氏體向鐵素體 + 珠光體的全部組織轉變,所以工件冷卻相對較慢的部位也必須冷至Ar1以下。
再加熱爐溫度的控制對鋼的性能至關重要。再加熱爐給工件升溫,不僅要保證必要的組織轉變和擴散,而且還要使應有的合金元素全部溶入奧氏體中。溫度偏低,強度不足,溫度偏高,韌性下降,溫度過高強度也會下降。
微合金化元素加入鋼中有兩個目的,即晶粒細化及析出強化。兩種作用都是由微合金碳化物、氮化物或碳氮化物的析出引起的。
在線常化產生彎曲的原因 :
在(再加熱爐前)冷床彎曲,無縫鋼管本身組織轉變不一致,是造成彎曲的原因,有些鋼種在一定冷卻速度下不僅得到鐵素體 + 珠光體,還產生一部分貝氏體組織,貝氏體組織應力較大,無縫鋼管局部先冷卻,先產生貝氏體的部分可能發生彎曲。
在入再加熱爐后產生彎曲。這是由于再加熱爐中無縫鋼管入口與其他部位溫度很難保持一致,當無縫鋼管入爐溫度過低,爐膛內較高的爐溫就會使無縫鋼管熱應力急劇增如,當爐況不理想,無縫鋼管的不同部位就會由于爐膛內溫度不一致造成熱應力差別較大.從而導致無縫鋼管彎曲。