304不(bu)锈钢(gang)焊管因其(qi)良好的成形性、强度和韧性得(de)到广(guang)泛应用。其中,钢材能够通过(guo)塑性变形过程中的加工硬化(hua)获得优异的(de)性能组合。金属对塑性变形的响应在(zai)微(wei)观尺度上(shang)是由位错运动、晶体结构(gou)的线缺陷(xian)引起的。加工硬化是金属内部组织结构发生变化的宏(hong)观表现(xian),是(shi)一种重要的金属(shu)强化手段(duan),工业(ye)上经(jing)常应用304不锈钢焊管加工硬(ying)化进(jin)一(yi)步提高金属的强度,更好地发挥其(qi)潜力。
塑性是金(jin)属的一个重要特性,利用(yong)塑性对金属进行轧制、挤压和冲压等各种(zhong)压力加工,金属在这些加工中经历了塑性变形。其中,金(jin)属的冷塑性变形可认为(wei)是在(zai)再结晶温度以(yi)下进(jin)行加工而产生的。304不锈钢焊管发生(sheng)冷塑(su)性变形,在外形变化的同时,晶粒(li)的形状也会发生(sheng)变化(hua),从而使(shi)304管随着变(bian)形量的增加,其(qi)强度、硬度提高(gao),而塑性、韧性下降,这种现象称为“形变强(qiang)化”或“加工硬化”。这是冷塑性变(bian)形后的金属在力学(xue)性能方面所引(yin)起的最为突(tu)出的变化。
加工硬化不是只有坏处,它还有好处。
好处:加工硬化是强化304不(bu)锈钢焊管(提高强度)的方法之一,例如可以用冷拉、滚压(ya)和喷丸(wan)等工艺,提高金属(shu)材料、零件和构件的表面(mian)强度;或者304管(guan)受力后,某(mou)些部位(wei)局部应力常超过材料的屈服(fu)极限,引起塑性变形,由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展,可提高零(ling)件和(he)构件的安全度。
坏处:加工硬化(hua)提高(gao)了变形抗(kang)力,给金属的(de)继续加工带来(lai)困难。如不锈钢小管(guan),后期需要拉拔减壁,由于加工硬化使进一步拉拔耗能大,甚至被拉断,因此必须经中间退(tui)火,消除加(jia)工硬化后再拉(la)拔。又如在切削加工中会(hui)使工(gong)件表层脆而硬,在切削(xue)时增加切削力,加速刀具磨损等。
加工硬化的消(xiao)除(chu)一般有(you)两种方(fang)法:再结晶退火、固溶退火。
再结晶退火(huo):把冷变形的金(jin)属加热到再结晶温度以(yi)上,保温一定时间后冷却,使(shi)其发生再结晶的(de)热处理工艺(yi)。在生产中采用再结晶退火来消除加(jia)工产品的加工硬化,提高塑性,残(can)余(yu)应力也可以完全消除。在冷变形加工过程中间有时也进行(xing)再结晶(jing)退火,这是为(wei)了恢复塑性以便于继续加工。
固溶退(tui)火:即碳化物固溶退火(huo),一种将304不(bu)锈钢焊管(guan)加热至1010℃以上(shang)而脱除(chu)碳化物沉淀(即(ji)从不锈钢固体溶液中(zhong)逃(tao)逸(yi)的碳)的工艺,此后将其迅速降温,通常是(shi)用水淬(cui)火,所(suo)含碳化物返回不锈钢(gang)固体溶液中。
加工硬(ying)化(hua)使(shi)304不锈钢焊管强化是以(yi)牺性其(qi)塑性、韧性为代(dai)价的,而且在(zai)冷变(bian)形加工过程中,随(sui)着加(jia)工硬化现象的产(chan)生(sheng)要不断增加机械功率,故对设备和工具的强度提出(chu)较高要求,随着材料塑(su)性(xing)、韧性的下降,也可能发生脆性破坏。此外,加工(gong)硬化也使冷轧、冷拔、冲压等成形工艺增加(jia)能耗,为恢复塑性继续进行冷变形往往要经中间退火,这就使生产周期延长(zhang),成本(ben)増加。