20鋼和35CrMo鋼無縫鋼管的工藝與性能研究.pdf

1、無縫鋼管具有中空截面，與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件，如石油鉆桿、汽車傳動(dòng)軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。無縫鋼管的生產(chǎn)工藝及其力學(xué)性能是保證其加工性能與最終使用性能（機(jī)械性能）的重要指標(biāo)。在無縫鋼管生產(chǎn)過程中，根據(jù)鋼管的不同使用要求，制定不同生產(chǎn)工藝?，F(xiàn)合作單位無縫鋼管的生產(chǎn)過程中存在較多有待解決的問題:20鋼無縫管在后期珩磨加工制成鍋爐用管的過程中，出

2、現(xiàn)不同批次鋼管珩磨效率差異極大的現(xiàn)象;35CrMo無縫鋼管橫、縱截面金相組織存在較嚴(yán)重的帶狀組織;35CrMo無縫鋼管在冷彎制成汽車橫向穩(wěn)定桿的過程中易出現(xiàn)斷裂。本課題以合作單位實(shí)際生產(chǎn)中現(xiàn)存的問題為出發(fā)點(diǎn)，以實(shí)踐為基礎(chǔ)，以無縫鋼管生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為指標(biāo)，采用德國(guó)布魯克Q4-170直讀光譜儀、德國(guó)LeicaDM4000M金相顯微鏡、液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)、金相試樣研磨機(jī)、金相試樣拋光機(jī)、電火花線切割機(jī)、箱式電阻爐、激光測(cè)溫儀等試驗(yàn)設(shè)備，分別從化學(xué)

3、成分、變形加工工藝、熱處理工藝等方面著重研究了三部分內(nèi)容:提出優(yōu)化20鋼鍋爐用管新的生產(chǎn)工藝，解決后期珩磨加工中效率較低的問題;解決35CrMo鋼無縫管橫、縱截面金相組織存在較嚴(yán)重帶狀組織的問題;改進(jìn)35CrMo鋼汽車橫向穩(wěn)定桿用無縫鋼管的原有熱處理工藝，提高可加工性能，降低冷彎過程中出現(xiàn)斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。
　　研究結(jié)果表明:
　　1、20鋼鍋爐用管在中間熱處理工藝過程中，冷卻方式（冷卻速度）對(duì)材料的力學(xué)性能有重要影響。經(jīng)試驗(yàn)，2

4、0鋼鍋爐用管的強(qiáng)度隨熱處理冷卻速度的增大而增大;后續(xù)的珩磨加工時(shí)間隨冷卻速度的增大而明顯減少，這大大提高了生產(chǎn)加工效率，節(jié)約了生產(chǎn)加工成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)對(duì)20鋼鍋爐用管采用880℃加熱溫度、熱處理時(shí)間20 min、風(fēng)冷為最優(yōu)生產(chǎn)工藝。
　　2、35CrMo汽車穩(wěn)定桿用無縫管一次熱處理消除帶狀組織試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)隨著冷卻速度的加快，35CrMo鋼無縫管帶狀組織趨于減弱;冷卻速度相同時(shí)隨著保溫時(shí)間的加長(zhǎng)，帶狀組織趨于減

5、弱。由試驗(yàn)結(jié)果分析可知，加熱溫度870～880℃保溫45～75 min風(fēng)冷;加熱溫度1190～1200℃保溫45～75 min風(fēng)冷均能有效改善帶狀組織。
　　3、35CrMo鋼無縫管二次熱處理采用退火工藝，退火加熱溫度860～890℃、退火時(shí)間60 min、隨爐冷卻，試件內(nèi)部金相組織為片狀珠光體與明亮的鐵素體塊，隨著溫度逐漸升高，試樣的強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、硬度逐漸升高，延伸率減低;退火加熱溫度790～820℃、退火時(shí)間60m in、隨