熱處理工藝設計?

一、16Mn無縫管熱處理概述?

熱處理的目的是改變鋼的內部組織結構，以改變鋼的性能，通過適當的熱處理可以顯著提高鋼的機械性能，延長機器零件的使用壽命。熱處理工藝不但可以強化金屬材料，充分挖掘材料性能潛力，降低結構重量，節(jié)省和能源，而且能夠提高機械產品質量，大幅度延長機械零件的使用壽命。?

熱處理的三階段：加熱，保溫，冷卻。?

這三個階段決定了材料熱處理后的組織和性能。加熱是熱處理的第一道工序。不同的材料，其加熱工藝和加熱溫度都不同。加熱分為兩種，一種是在臨界點A1以下的加熱，此時不發(fā)生組織變化。另一種是在A1以上的加熱，目的是為了獲得均勻的奧氏體組織，這一過程稱為奧氏體化。?

保溫的目的是要保證工件燒透，防止脫碳、氧化等。保溫時間和介質的選擇與工件的尺寸和材質有直接的關系。一般工件越大，導熱性越差，保溫時間就越長。?

冷卻是熱處理的最終工序，也是熱處理最重要的工序。鋼在不同冷卻速度下可以轉變?yōu)椴煌慕M織。?

16Mn無縫管無縫管是目前國內建筑用主要鋼材之一，以熱軋狀態(tài)交貨。16Mn無縫管屬于低合金鋼板系列，在此系列中為最普通材質或者牌號的鋼板。根據特殊要求，可以對鋼板進行一些特殊的處理：熱處理和Z向性能。這里我們只討論熱處理。其熱處理一般為控扎，正火等等。?二、16Mn無縫管熱處理設計?

采用膨脹法并結合金相-硬度法，膨脹曲線在G?leeb-1500熱模擬機上測定。為使加熱溫度接近16Mn無縫管無縫管的開軋溫度保證微合金元素的充分溶解，根據已有文獻，試樣的奧氏體化溫度定為1000℃（在2min內將試樣加熱至此溫度），保溫15min。分別以13種不同的冷卻速度（0.1～75℃/s）將試樣冷卻，獲取其膨脹曲線，再由膨脹曲線確定相變溫度。以噴水冷卻（冷卻速度約為400℃/s）測定其Ms點。用DTA方法（以2℃/min由500℃升溫到1000℃）確定其臨界點Ac1和Ac3，最后在POLYVAR-MET金相顯微鏡進行組織觀察，并測得顯微硬度（HV2）。?

測定結果為Ac1=917℃，Ac3=770℃，Ms≈400℃。根據不同冷卻速度膨脹曲線上的拐點（切點或極值點），結合金相組織，確定的箱變溫度見表二。將表二中的相變點繪制到溫度-時間半對數坐標上，用連線法將個物理意義相同的點連接起來同時在該坐標上標出Ac1,Ac3和Ms即可繪制出CCT圖（圖一），冷卻曲線?-?5?-? 旁的數字為冷卻速度，冷卻曲線下端的數字為以此冷卻速度冷卻后試樣的室溫維氏硬度值（HV2）16Mn無縫管一般是淬火+低溫回火熱處理，250℃以下回火時為回火馬氏體，450以上回火時為回火索氏體。已經測出的16Mn無縫管無縫管過冷奧氏體等溫轉變曲線(TTT圖)有多個.由于所用試樣的化學成分和奧氏體化工藝的差別,不同測試者可獲得不加熱到770+（20～30）℃,短時間保溫或者不保溫,油淬,然后250℃回火(+10-10),可以保證硬度在45-49之間,回火最好在淬后有余熱時馬上進行,這樣可以最小程度減小變形.如果對疲勞性能有更高要求,可以在回火后再進行噴丸處理,這樣光潔度也會好一點，出爐馬上就得進油，不用水。?16Mn無縫管是結構鋼低溫回火，770淬火150～250回火淬火+低溫回火,所得組織為回火馬氏體。其目的是獲得高的屈服強度，彈性極限和較高的韌性。淬火后低溫回火?？色@得比較優(yōu)良的綜合性能。?（1）16Mn無縫管無縫管的預熱處理? 根據不同板厚及不同環(huán)境溫度下16Mn無縫管無縫管的預熱溫度?以下?不低于－10℃不預熱,－10℃以下預熱100～150℃；??16～24?不低于－5℃不預熱,－5℃以下預熱100～150℃；??25～40?不低于0℃不預熱,0℃以下預熱100～150℃；??40以上?均預熱100～150℃。? 給定試樣16Mn無縫管無縫管預先熱處理工藝示意圖16Mn無縫管

鋼的退火? 將組織偏離平衡狀態(tài)的鋼件加熱到適當的溫度，保溫一定時間，隨后緩慢冷卻，從而獲得接近平衡狀態(tài)的組織與性能的金屬熱處理工藝。? 16Mn無縫管屬于低合金結構鋼，為低碳鋼，若采用通常的完全退火，則其硬度太低，切削性能不好。為改善切削性能，可采用高溫退火，即在比通常完全退火更高的溫度下加熱，獲得

4?~6級的粗晶粒，以提高切削性能。? 16Mn無縫管無縫管屬于亞共析鋼，合金元素含量較低，具有良好的韌性，強度和抗冷熱疲勞性能與一定的耐磨性。溫度選擇為Ac3+（20~30）℃。一般先把鋼管加熱到?870-880?度?再爐冷至?500?度?然后爐外空冷。? ? 圖4??16Mn無縫管退火后的顯微組織? （3）16Mn無縫管無縫管的正火? 正火是將鋼加熱到Ac3或Accm以上30~50℃——保溫——出爐空冷。低碳鋼正火的目的之一是提高切削性能。但是對16Mn無縫管這樣碳的質量分數低于0.20

的鋼，即使按通常正火溫度正火后，自由鐵素體量仍過多，硬度過低，切削性能仍較差。為了提高硬度，應提高加熱溫度（可比Ac3高

100℃，以增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性，而且應該增大冷卻速度，以獲得較細的珠光體和分散度較大的鐵素體。16Mn無縫管無縫管一般正火熱處理,加熱到560℃，保溫2小時，再加熱到850℃，保溫3小時，爐冷。