Зашто хладна обрада бешавних челичних цеви мора да следи строги редослед?

Хладна обрада (понекад се назива под-нулта или криогена обрада) је наставак-корак који се примењује након гашења одређених бешавних челичних цеви и цеви - најчешће легирани челик, челик за лежајеве и прецизно{3}}вучене цеви где је стабилност димензија током радног века важнија за обичне цеви него за обичне цеви. Урађен исправно, претвара остатак задржаног аустенита у мартензит и ублажава унутрашњи стрес који гашење оставља за собом. Урађен погрешним редоследом, или са прескоченим кораком, може оставити цев која изгледа фино по димензијама на поду радње, а затим попуца, изобличи се или израсте из толеранције месецима касније у употреби.

Процес није концептуално компликован, алиради само као низ- сваки корак постоји за управљање стресом који је створио корак пре њега. У наставку ћемо проћи кроз металургију зашто је уопште потребна хладна обрада, процес у четири-степене фазе по редоследу који заправо мора да се деси и шта треба да проверите када купујете цев за коју се претпоставља да је прошла кроз то.

Када се очврсни челик угаси, аустенит у његовој структури се претвара у мартензит како се материјал хлади преко температуре зване Мс (старт мартензита). Та трансформација се наставља како температура наставља да опада, до ниже температуре која се зове Мф (мартензитна завршна обрада) - тачке у којој је трансформација у суштини завршена. Проблем је у томеза многе легуре и челике за лежајеве, Мф је знатно испод собне температуре. Гашење које се зауставља на собној температури (или је ваздухом-охлађено назад на собну температуру) стога зауставља трансформацију на делу, остављајући део оригиналног аустенита нетрансформисаним. Ово језадржани аустенит.

Задржани аустенит је метастабилан - то није трајно стабилна фаза, то је аустенит који се једноставно никада није довољно охладио да би завршио трансформацију. Остављен сам, може се полако трансформисати током времена у раду, посебно под оптерећењем, вибрацијама или температурним циклусима. Пошто мартензит заузима више запремине од аустенита из којег се формира, та спора трансформација се појављује каодимензионални раст и повећање унутрашњег напрезања након што је део већ у употреби- управо режим неуспеха који постоји за спречавање хладног третмана.

Због тога се третман прехладе најчешће појављује напрецизна бешавна цев, прстенови лежајева, компоненте мерача и делови{0}}од челика- апликације у којима је делић милиметра одступања димензија након инсталирања дела прави проблем, а не козметички. Не примењује се као рутински корак на обичне угљеничне-челичне цеви или структуралне бешавне цеви, јер ти слојеви уопште нису-очвршћени и једноставно не носе значајан задржани аустенит након гашења. Ако купац набавља стандардноA106илиАПИ 5Лбешавна цев, хладна обрада није нешто о чему треба питати; ако је поруџбина за прецизну-брушену бешавну цев намењену за кућиште лежаја, облогу хидрауличног цилиндра или блок мерача, вреди се запитати да ли процес добављача то укључује и како.

Корак 1: Зашто претходно-натопити у кључалу воду?

Пре него што се цев приближи температури испод{0}}нуле, прво се стави у кључалу воду и тамо држиоко 30 секунди. Овај корак чини две ствари одједном. Прво, оноублажава око 15% унутрашњег стресапреостало од првобитног напрезања за гашење - који би се иначе наслагао на нови стрес који ће третман хладноћом увести. Друго, тостабилизује задржани аустениту свом тренутном стању пре него што део буде изложен много већем температурном колебању које следи. Прескакање овог корака не зауставља рад хладног третмана, али уклања бафер на који касније фазе рачунају, и то је једна од најчешћих пречица које се користе када продавница покушава да уштеди време циклуса.

Корак 2: Зашто третирати у две фазе - Субзеро, а затим Дееп Цриогениц?

Сам третман хладном ради се у две температурне фазе, а не у једној. Цев прво иде у аконвенционална температура испод нуле од око -60 °Ц, а тек након тога се своди надубоки криогени третман на око -120 дегЦ. Радити ово у два корака уместо директног урањања на -120 °Ц постоји из истог разлога као што постоји-претходно намакање водом-: управља стопом топлотног шока, пошто је велика, неконтролисана делта-Т управо оно што има тенденцију да отвори пукотине у већ{{6}-}натегнутом делу.

Што је температура третмана нижа, то се више задржаног аустенита претвара у мартензит- ово је цела тачка преласка на -120 °Ц уместо заустављања на -60 °Ц. Али трансформација никада није потпуна. Тестирање то стално показујеостаје отприлике 2% задржаног аустенитачак и након дубоког криогеног третмана на -120 °Ц, без обзира на то колико дуго је време задржавања продужено. Тај остатак није дефект који треба јурити до нуле - мала, контролисана количина задржаног аустенита која остаје у структури делује каопуфер који апсорбује стресуместо да га директно преноси у околни мартензит, што је један од разлога зашто спецификације дубоког криогеног третмана циљају на температуру и време задржавања, а не на нулти-задржани- резултат аустенита.

Корак 3: Зашто поново загревати у топлој води пре каљења?

Када је дубоко криогено држање завршено, цев се извлачи и загрева унутратопла вода, није остављен да се сам изједначи са амбијенталним ваздухом. Овај корак загревањаублажава приближно 40% стреса унетог самим третманом хладноћом- нови мартензит формиран током фазе испод нуле и дубоке крио фазе носи сопствени унутрашњи стрес, поврх свега што је остало од првобитног гашења. Постепено загревање у води управља повратним путовањем на исти начин на који је -претходно намакање у води- управљало путовањем: одржавајући промену температуре контролисаном, а не наглом.

Корак 4: Зашто каљење мора да се деси одмах?

Секвенца се затвара каљењем, икаљење треба да се деси одмах након -загревања топле воде, не у погодној каснијој тачки у распореду производње. Каљење уклања велику већину било каквог стреса од хладног{1}}третмана који преостане након корака топлом-водом, и то је оно што заправо спречава одложено пуцање - свеже формирани мартензит из криогених фаза је тврд и крт и највише је склон пуцању-у прозору између хладног третмана и каљења. Цев која се предуго држи у том прозору, чак и на собној температури, је у стварном ризику од развоја микро-пукотина пре него што каљење икада добије прилику да се ослободи стреса који их покреће.

Урађен исправно, овај последњи корак је оно што доноси практичну исплату целог процеса: део састабилне коначне димензије, без заосталог напрезања који доводи до спорог изобличења у раду, и без латентног ризика од пуцања у каљеној структури која чека да се појави након што је део већ испоручен.

Сваки корак у овом низу постоји за управљање стресом који је претходни корак створио, због чега редослед није ствар погодности:

• Прескочите претходно намакање{0}}водом{1}}у врелу, а испод нуле/дубоке-крио фазе почињу од већег основног унутрашњег напрезања, повећавајући ризик од пуцања током самих хладних фаза.
• Скочите право на -120 °Ц без -60 °Ц међуфаза, а цев доживљава много већи појединачни топлотни удар, опет повећавајући ризик од пуцања уместо да га снижава.
• Прескочите или скратите загревање{0}}топле воде, а отприлике 40% напрезања хладном{1}}остаје закључано у делу који иде у каљење, радећи против онога што каљење покушава да постигне.
• Одложите каљење након поновног загревања, а део лежи у свом најсклонијем{0}} стању дуже него што је потребно, без гаранције да ће кашњење бити опроштено.

Снабдевач који ово компримује у једно хладно намакање и једно темпераментно стање, без постепеног приступа на оба краја, може да произведе део који пролази тренутну проверу димензија и још увек носи напрезање или ризик од пуцања који се појављује тек касније.

Серију прецизне бешавне цеви за примену лежајева је хладно-третирао подизвођач који је радио у скраћеном циклусу: једно директно урањање на -120 °Ц без -средње фазе од 60 °Ц, након чега је уследило каљење следећег дана уместо одмах након поновног загревања. Цеви су прошле димензиону инспекцију по пријему. Неколико недеља у употреби, подскуп серије показао је пуцање косе које се прати уназад до циклуса компримованог третмана - комбинација већег појединачног термичког удара током хлађења и продуженог кашњења пре каљења је оставила латентни стрес у материјалу који сама инспекција димензија није могла да открије. Шаржа је прерађена са комплетном секвенцом од четири фазе, а документација о процесу добављача је ревидирана да би се забележила времена задржавања и размак између поновног загревања и каљења за сваку следећу партију, а не само за коначне димензије.

Хладна обрада је процес, а не спец. линија, а сертификат млина који наводи само коначну тврдоћу или коначне димензије неће вам рећи да ли је редослед заиста испоштован. Пре него што наручите бешавне цеви или цеви где је хладна обрада важна за вашу апликацију, вреди тражити:

1. Потврда да је оцена заправо потребна хладна обрада.Нема користи од овог процеса свака врста бешавних челичних цеви -, важно је за легиране челике, челике за лежајеве и алате са ниском Мф тачком, а не за обичне угљеничне структурне или линијске цеви које никада нису-каљене.
2. Документована времена задржавања и температуре за сваку фазу, а не само напомена да је обављен „криогени третман“. Питајте конкретно да ли је процес користио степеновани приступ -60 °Ц / -120 °Ц или једно директно намакање у хладном стању.
3. Размак између загревања{0}}топле воде и каљења.Снабдевач који не може да наведе овај недостатак, или који се прилагођава одложеном распореду серија, а не одмах након поновног загревања, носи већи ризик од пуцања него што то показује сертификат.
4. Задржани подаци о испитивању аустенита или микроструктуре где је апликација осетљива на њих- ниво заостатка у ниским једноцифреним цифрама је очекиван и генерално користан; много већи резидуални ниво сугерише да су фазе хладног третмана скраћене или прескочене.
5. Да ли је корак претходног намакања{0}}воде{1}}кипућом водом део стандардне процедуре добављача, пошто је то један од најлакших корака да се тихо испусти а да се не појави у коначном извештају о инспекцији.
6. Сљедивост лота, тако да ако се проблем димензија или пукотина касније појави, може се пратити до специфичног циклуса третмана, а не третирати као генерички недостатак материјала.

Добављач који може да одговори на свих шест без оклевања описује контролисан процес. Онај ко може да укаже само на коначан број тврдоће описује исход, а не процес -, а за хладно-бешавне цеви третиране, резултат првог дана вам не говори шта ће део радити шест месеци у употреби.

Контактирајте сада