이음매없는 파이프의 표면 열처리

강관 열처리

난방:
가열은 이음매 없는 강관의 열처리의 초기 단계로, 온도 조절은 강관의 구조 변화에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 가열 온도가 Ac1 미만인 경우 주요 목적은 강의 구조를 안정화하고 내부 응력을 제거하는 것입니다. Ac3 이상으로 가열하면 강의 오스테나이트화를 달성하기 위한 것입니다. 이 과정에서 가열 속도가 너무 빠르거나 온도가 고르지 않으면 강관 내부 구조가 고르지 않아 성능에 영향을 줄 수 있습니다.

격리:
단열단계의 핵심은 강관의 온도를 균질화하고 합리적인 가열 구조를 확보하는 것입니다. 단열시간이 부족할 경우 강관의 내부 구조가 완전히 변형되지 않아 후속 냉각 후 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

냉각:
냉각 공정은 의심할 여지없이 강관 열처리의 핵심 링크로, 냉각 후 강관의 금속 조직과 기계적 특성을 결정합니다. 일반적인 냉각 방법에는 노 냉각, 공기 냉각, 오일 냉각, 수냉 등이 포함됩니다. 재료 및 성능 요구 사항이 다른 강관에는 다양한 냉각 방법이 적합합니다. 예를 들어, 빠른 수냉은 높은 경도를 달성할 수 있지만 상당한 내부 응력을 생성하기 쉽습니다. 그러나 노 냉각은 상대적으로 느리고 내부 응력을 감소시킬 수 있으나 경도의 증가는 크지 않다.

강관 열처리 공정의 특성

강관 노멀라이징
이음매 없는 강관의 표준화에는 강관을 오스테나이트화 온도 이상으로 가열하고 유지한 다음 공기 중에서 천천히 균일하게 냉각시키는 작업이 포함됩니다. 주요 목적은 강의 입자를 미세화하고 내부 구조를 균질화하며 잔류 응력 상태를 변경하여 강관의 종합적인 성능을 향상시키는 것입니다. 정규화는 강관의 변형 과정에서 형성된 줄무늬 구조와 혼합 결정을 제거할 수 있습니다. 과공석강의 경우 순 탄화물을 제거하여 후속 구형화 어닐링을 촉진할 수도 있습니다. 중간 탄소강 및 합금 구조강을 담금질하기 전에 노멀라이징을 전처리로 사용하여 입자를 미세화하고 구조를 균일하게 만들고 강관의 담금질 결함을 줄일 수 있습니다. 저탄소강 및 저합금강의 경우 노멀라이징은 어닐링을 대체하여 절삭 성능을 향상시킬 수 있으며 일반 저요구 강관의 최종 열처리로도 사용할 수 있습니다.

강관 소둔
어닐링이란 강관을 임계온도(Ac3 또는 Ac1)보다 높거나 낮은 온도로 가열한 후 유지한 후 천천히 냉각하여 대략 평형에 가까운 미세조직을 얻는 것을 말합니다. 고탄소, 저합금 및 합금 강관은 일반적으로 경도와 강도를 낮추고, 가소성을 개선하고, 내부 응력과 불균일한 구조를 제거하고, 입자 구조를 미세화하여 강관 가공을 용이하게 하고, 부설하기 위해 어닐링이 필요합니다. 최종 열처리의 기초. 어닐링은 재결정 어닐링, 완전 어닐링, 등온 어닐링, 구형화 어닐링, 응력 완화 어닐링 등 여러 유형으로 구분됩니다. 각 유형에는 특정 적용 범위와 프로세스 요구 사항이 있습니다.

강관 템퍼링
템퍼링은 강철을 Ac1 이하의 특정 온도로 가열하고 유지한 다음 특정 방식으로 강관을 냉각하여 보다 안정적인 조직 상태를 얻는 것입니다. 주요 목적은 강관의 가소성과 인성을 향상시키고, 우수한 종합 기계적 특성을 얻고, 강관의 담금질 과정에서 발생하는 잔류 내부 응력을 줄이거 나 제거하고, 강관의 크기를 안정화하고, 조직의 손상을 방지하는 것입니다. 사용 중 변경. 템퍼링 후에는 일반적으로 공랭식을 사용합니다. 다만, 고온템퍼링 취성이 있는 강관의 경우에는 템퍼링 후 오일냉각 등 급속냉각을 하여야 한다.
강관 템퍼링은 일반적으로 다음과 같이 나뉩니다.
저온성질 150~250도
중간온도 템퍼링 350~500도
고온 템퍼링 500 ~ 650도

강관 담금질
담금질이란 강관을 Ac3보다 30 - 50도까지 가열한 후 유지한 후 급냉시켜 마르텐사이트(M)와 베이나이트(B) 조직을 얻는 것을 말한다. 마르텐사이트는 경도가 높지만 취성이 높으며 오스테나이트가 급속 냉각된 산물입니다. 담금질 후 강관 내부에는 열 응력과 구조적 응력이 있으며 일반적으로 템퍼링을 통해 제거하고 개선해야 합니다. 담금질 및 템퍼링(Q + T)의 조합은 강의 종합 성능을 크게 향상시켜 강관이 고강도를 유지하면서 우수한 인성을 갖도록 하며 고성능 요구 사항이 있는 경우에 널리 사용됩니다.

강관 열처리 불량 및 예방조치

검증되지 않은 미세구조 및 특성
위드만슈타텐 조직은 고온 가열 조건에서 냉각 시 강재 중의 조대한 오스테나이트 입자가 플레이크 페라이트를 형성하고 펄라이트에 분포하는 일종의 과열 조직이다. 이는 강관의 실온 강도를 감소시키고 취성을 증가시킵니다. 온화한 Widmanstatten 구조는 적절한 온도에서 노말라이징을 하면 제거될 수 있으며, 심한 경우에는 2차 노멀라이징이 필요합니다. 1차 노멀라이징 온도는 더 높고, 2차 노멀라이징 온도는 더 낮아서 결정립을 미세화합니다. 철-탄소 평형선도(F-C 평형선도)는 열처리 시 강관의 가열온도를 공식화하는 중요한 기초이며, 과냉각 오스테나이트의 TTT선도와 CCT선도는 냉각온도를 결정하는 핵심 참고자료이다.

규정되지 않은 차원
강관의 외경 변화는 담금질 과정에서 자주 발생합니다. 구조 변화에 따른 부피 변화로 외경이 커지며, 뜨임 후 사이징 공정이 추가되는 경우가 많습니다. 강관의 타원률 변화는 강관 끝단의 대구경 박벽관에서 더 흔하며, 가열과 냉각의 불균일로 인해 강관의 굽힘이 발생하는데 이는 교정으로 해결할 수 있습니다. 특별한 요구사항이 있는 강관의 경우 온간 교정 공정(약 550도)을 채택해야 합니다.

표면 균열

과도한 가열 또는 냉각 속도는 과도한 열 응력을 발생시켜 표면 균열을 유발합니다. 균열을 줄이려면 강철 유형에 따라 가열 및 냉각 시스템을 구성하고 적절한 담금질 매체를 선택해야 하며 담금질된 강관을 가능한 한 빨리 단련하거나 어닐링하여 응력을 제거해야 합니다.

표면 마모 또는 심한 손상
이는 주로 강관과 공작물, 공구 및 롤러 테이블 사이의 상대적인 미끄러짐으로 인해 발생합니다. 생산 과정에서 마찰과 마모를 줄이고 강관의 표면 품질을 보장하기 위해 장비의 정밀 조정 및 윤활 유지 관리에 주의를 기울여야 합니다.

산화, 탈탄, 과열 또는 과열
온도와 시간이 증가함에 따라 강관은 산화, 탈탄 등의 문제가 발생하기 쉽습니다. 과열하면 입자가 거칠어지고, 과도하게 연소하면 강관의 성능이 심각하게 손상되고 심지어 폐기될 수도 있습니다. 예방 조치에는 가열 온도 및 시간 제어, 보호 분위기 가열(예: 불활성 가스 또는 환원 가스 충진), 진공 가열 등이 포함됩니다. 동시에 가열로의 밀봉이 양호하고 로가 안정적이어야 합니다. 가스 조성, 빌렛(강관) 가열 공정의 품질 모니터링을 강화합니다.