304不锈钢焊管因其(qi)良好(hao)的成形性、强度和韧性得到广泛应用。其中,钢材能够(gou)通(tong)过塑(su)性变形过程中(zhong)的加(jia)工硬(ying)化获得优异的性能组合。金属对塑性变形的响应在(zai)微观尺度上是由位错运动(dong)、晶体结构的线缺陷(xian)引起的。加工硬化是金属内部(bu)组(zu)织结构发生变化(hua)的宏观表现,是一种重要的金属强化手段,工业上经常(chang)应(ying)用304不锈钢焊管加工硬化进一步提高金属的强度,更好地发挥(hui)其潜力。
塑(su)性是金属的一个重要特性,利用塑性对金属进行(xing)轧制、挤压和冲压等各(ge)种压力加工,金属在这些(xie)加工中经历了塑性变形(xing)。其中(zhong),金属的冷塑性变形可认为是在再(zai)结(jie)晶温度以下进行加工而产生的。304不锈钢焊管(guan)发生冷塑性变形,在(zai)外形变化的同时,晶粒的(de)形状也会发生(sheng)变(bian)化,从而使304管随着变形量的增加,其强度、硬度提(ti)高,而塑性、韧性下降,这种现象称为“形(xing)变强化(hua)”或“加工硬化”。这是冷塑性变形后的金属在力学性能方(fang)面所引起的(de)最为突出的变化(hua)。
加工硬化不是只有坏处,它还(hai)有好处(chu)。
好处:加(jia)工硬化是强化304不锈钢焊管(提高强度)的方法之一,例如可以用冷(leng)拉、滚(gun)压和喷丸等(deng)工艺,提高金属材料、零(ling)件和构件的表面强度;或(huo)者304管受力后,某些部位(wei)局部(bu)应力(li)常超过材料的屈服极限,引(yin)起塑性变形,由于加工硬化限制了塑性变(bian)形的继(ji)续发展,可提(ti)高零件和构件的安全度。
坏处:加工硬化(hua)提高了变形抗力,给金属(shu)的继续加工带来困难。如不锈(xiu)钢小管(guan),后期需要(yao)拉拔减壁,由于加工硬化使进一步拉拔(ba)耗能大,甚(shen)至被拉断,因此必须经中间(jian)退火,消除加工硬化后再拉拔。又如在切削加工中会使工件表(biao)层脆而硬,在切(qie)削(xue)时增加切削力,加速刀具磨损等。
加工硬(ying)化的消除(chu)一般有两种方法:再结晶退火、固溶退火。
再结晶退火:把冷变形的金属加热到再结晶温度以上,保(bao)温一(yi)定时间(jian)后冷却,使其发生再结晶的热处理工艺。在生产中采用再结晶退火来(lai)消除加工产品的加工硬(ying)化,提高塑性,残余应力也可以完全(quan)消除。在冷(leng)变形加工(gong)过程中间有时也进行再结(jie)晶退火,这是为了恢复塑性(xing)以便于继续加工(gong)。
固溶退火:即(ji)碳化物固溶退火,一(yi)种将304不锈钢焊管加热至1010℃以(yi)上(shang)而脱除碳(tan)化物沉淀(即从不锈钢固体溶液中逃逸的碳)的(de)工艺,此后将(jiang)其迅速降温,通常是用水淬火(huo),所含碳化物返回不锈钢固体溶液中。
加工硬化使304不锈钢焊管强化是以牺性(xing)其塑性(xing)、韧性为代价的,而且在冷(leng)变形加(jia)工过程中,随着加工硬化现象的产生要不断增(zeng)加机械功(gong)率,故对设备和工具的强度(du)提出较高要求,随着材料塑(su)性、韧(ren)性的下降,也可能发生脆性破坏。此(ci)外,加(jia)工硬(ying)化也使(shi)冷轧、冷拔、冲(chong)压等(deng)成形工艺增加能耗,为恢复塑性(xing)继续进行冷变形(xing)往往要经中(zhong)间退火,这(zhe)就使生产周期(qi)延长,成本増加。