Вибір методу охолодження та параметрів процесу сильного індукційного нагріву коліно загартування

Параметри процесу індукційного нагрівання та загартування в основному стосуються температури аустенізації та способу загартового охолодження. Серед них вибір температури аустенізації в основному ґрунтується на отриманні дрібного розміру зерна, хорошої в’язкості при низьких температурах, а також більш високого межі плинності та міцності на розрив. Ці властивості також необхідно поєднати з процесом відпуску для визначення. Згинальні труби різних класів міцності мають різні вимоги до вищезазначених характеристик. Візьмемо коліно X80 як приклад, щоб проілюструвати метод визначення параметрів процесу загартування. Хімічний склад випробуваної сталевої труби та колінної сталі наведено в таблиці 10-1.

Таблиця 10-1 Хімічний склад сталевих труб і колін для випробувань

Хімічний склад зразка (масова частка)/%

C Si Mn PS Cr Mo Ni Nb V Ti Cu B Al

Сталева труба A 0. 06 0. 18 1. 78 0. 016 0. 004 0. 18 0. 26 0. 02 0. 06 0.02 0.01 0.01 — 0.03

Б 0.05 0.21 1.74 0.018 0. 002 0. 15 0. 18 0.01 0. 07 0. 02 0.01 0.01 0. 001 0. 04

Корпус колінної труби 0. 08 0. 17 1. 68 0.010 0. 002 0.09 0. 20 0. 20 0. 05 0. 03 0. 02 0. 15 <0. 0001 0. 03

Зварка 0.06 0. 27 1.65 0.012 0. 003 0. 01 0. 26 0. 11 0. 03 0. 02 0. 02 0. 10 <0. 0001 0. 02

Перш за все, використовуйте сталеві труби A і B, використовуючи традиційний метод електричної печі в лабораторії, щоб виконати наступне відповідне тестування.

(1) Зв’язок між температурою загартування та розміром зерна аустеніту Зв’язок між температурою нагрівання та розміром зерна показано на рисунку 10-2. В умовах випробування аустенізувати при 1000°C. Після загартування у воді та відпуску при 500°C протягом 1 години отримують наступний розмір зерен. У виробничих умовах гаряче коліно охолоджується водою і піддається впливу 500°C. Розмір зерна після теплового збереження протягом 1 години становить 13 км. За умов випробування та умов виробництва отриманий розмір зерен аустеніту дуже близький. З точки зору температури нагріву загартування та розміру зерна коліна після остаточної обробки, має бути можливим вибрати верхню межу температури загартування приблизно 1000°C. Товщина розміру зерна має більший вплив на межу плинності та низькотемпературну в’язкість коліна. За нормальних умов тим дрібніше розмір зерна

Чим менше, чим вище межа плинності коліна, тим краще в’язкість при низьких температурах. (2) Зв’язок між температурою загартування та низькотемпературною ударною в’язкістю На малюнку 10-3 показано співвідношення між температурою гартування та низькотемпературною ударною в’язкістю при 0°C та -40°C. При 0°C ударна в’язкість 900～1000°C не сильно змінюється; при температурі 40°C, коли температура загартування вище 950°C, ударна в’язкість має тенденцію до зниження. З огляду на наведену вище ситуацію, температура загартування ліктя не повинна перевищувати 950 ℃, наскільки це можливо.

Зв’язок між процесом загартування та механічними властивостями. Процес загартування включає температуру загартування, швидкість охолодження (охолоджуюча середовище). Вплив на міцність і подовження сталі показано на рисунку 10-4. Вміст семи процесів гартування на рисунку 10-4 наведено в таблиці 10-2. Три криві на малюнку 10-4 відповідно представляють мінімальні вимоги до δb, δ0.2 і δ сталевих труб марки X80 у стандарті APIspec 5L. З даних на рисунку 10-4 видно, що міцність загартованих у воді та відпущених зразків, включаючи подовження (див. рис. 10-4), відповідає вимогам стандарту; тоді як зразки з повітряним і масляним охолодженням і загартуванням його міцність нижча за стандартні вимоги. Можна помітити, що з точки зору температури загартування процес загартування з водяним охолодженням 900-1000℃ відповідає термічній обробці сталі марки X80. Таблиця 10-2 Процес загартування та відпуску коліна електропічного нагрівання

№ Температура загартування

/r Час витримки /хв Метод охолодження Температура відпуску % Час витримки /хв Метод охолодження

2 1000 нерухоме повітря

3 1000 примусове повітряне охолодження

4 1000 30 масляне охолодження 500 60 повітряне охолодження

5 900 водяне охолодження

6 950 водяне охолодження

7 1000 водяне охолодження

Підсумовуючи, виходячи з співвідношення між розміром зерна аустеніту, ударною в’язкістю при низьких температурах, подовженням, межею плинності, міцністю на розтяг та іншими властивостями та температурою загартування, умовами охолодження, відповідна температура гартування повинна становити 900~1000 заборів, охолодження водою з розпиленням. після загартування. В даний час температура гасіння індукційного нагріву, що використовується в умовах виробництва, становить 950~1050°C, а метод охолодження – водяний розпилення або охолодження холодним повітрям.