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不銹鋼厚壁管的熱處理工藝優化研究

無錫勤發不銹鋼有限公司總結如下：

27SiMn鋼管是液壓支架立柱的常用材質，隨著支架工作阻力的增加，對柱管的強度、硬度、支護高度等要求也相應增大，通過試驗研究調整優化熱處理工藝，增加厚壁鋼管的淬硬層深度，從而增加柱管整體的支護強度。

立柱是液壓支架實現伸縮功能滿足支護高度范圍的關鍵部件，而缸管是立柱的主要零件，并對支架的支護強度、可靠性和使用壽命產生直接影響。隨著液壓支架產品的工作阻力越來越大，支護高度越來越高，作為立柱主要零件的中缸管、大缸管的直徑和管壁也越來越大，但漲缸現象還是時有發生。為了穩定缸管的疲勞強度，提高使用壽命，研究優化熱處理工藝。

1現狀分析

根據資料和供貨廠家介紹，27SiMn厚壁管淬透性較高，在水中臨界淬透直徑達8～22mm�；仡櫧鼛啄陙恚緦癖�(≥30mm)27SiMn管材經調質處理后，物理性能變化規律：①硬度和淬硬層深度隨管徑大小及管壁厚度呈反向變化，管徑愈大、管壁愈厚，其硬度與深度則相對低于管徑小、管壁薄的零件;②硬度一般按HB240～280控制，淬硬層深度一般在2～8mm范圍內;③管壁外徑表面的硬度(布氏)均高于內徑表面。

2熱處理試驗

2.1試驗材料、目的、設備

試驗材料：中缸用27SiMn厚壁鋼管，準350×53，長度為2110mm，其化學成分檢測如表1所示。

試驗目的：①柱管調質后硬度：HB270～310，淬硬深度≥10mm;②力學性能：屈服強度和抗拉強度分別達到850、1000MPa;③工藝方法趨于實際生產情況。為了保證試驗結果對實際生產的指導性，直接截取L=1400mm鋼管(重量與長度均大于實際零件的60%)進行熱處理試驗。試驗設備：箱式電阻爐，鋼管入爐水平放置加熱保溫。循環水淬火，水溫20～40℃，淬火時鋼管垂直入水。

2.2第1輪試驗

(1)熱處理工藝

調質工藝：900℃保溫3h，淬水;550℃回火3h，空冷。

(2)取樣檢測

表面硬度檢測，在調質后的鋼管外表面任意取3點，HB值分別為278、270、268，表面硬度只達到技術要求的下限。

將樣件經下料鋸床進行截段取樣。端部空出500mm后，截取30mm厚度的圓環：①在壁厚的中線相隔120°取點，HB值分別為225、224、221，可見壁厚心部硬度偏低，但均勻性良好;②沿徑向由外向內檢測了7點，HB值分別為275、244、237、223、226、232、255。鑒于硬度檢測不合格，未做其他檢測。

2.3第2輪試驗

(1)熱處理工藝

采用分段加熱工藝，并增加保溫時間。調質工藝：870℃，保溫2h，溫度升至900℃，保溫2h，出爐淬水;550℃回火4h，空冷。

(2)硬度檢測

取樣做缸管表層、中線、有里到外、由外到里的各部位的硬度檢測(見表2)。

(3)金相組織檢測

內外表面各取1塊22mm×17mm樣塊。要求分析其試驗柱管的內表面及外表面，并分別向心部延伸的組織狀態。金相檢測報告顯示，內外表面處系以回火索氏體為主的3種組織狀態、1/2處(深10mm左右)系以回火索氏體及珠光體為主的4種組織狀態、中間部位系以鐵素體及珠光體為主的4種組織狀態。

(4)分析與討論

調整了升溫保溫工藝，增加了總體保溫時間，但檢測結果顯示，此調質工藝仍不理想。柱管心部硬度偏低;達標淬硬層薄，徑向截面及軸向分層的硬度檢測均說明該柱管的淬硬層較淺，僅有3~5mm，且HB值僅達到技術要求的下限。5mm深度后，其硬度值下降的較快，整體硬度偏低。

根據金相組織分析，在20mm厚度內，由表及里組織變化之快，組織種類之多，證明該鋼種的淬透性不佳。作為主導產品常用的低合金鋼，調質處理后回火索氏體組織層較薄，說明與調質工藝的加熱溫度、保溫時間、冷卻介質等因素有關。根據查閱的資料，奧氏體組織形成是在達到臨界溫度時瞬間(幾秒鐘)就完成了，在此溫度保溫可能使奧氏體晶粒粗大，進而降低鋼的強度、硬度。

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2.4第3輪試驗

(1)熱處理工藝

調質工藝：930℃保溫4h，出爐水淬;550℃回火4.5h，出爐空冷。

(2)硬度檢測

取樣做缸管表層，中線，有里到外，由外到里的各部位的硬度檢測見表3。

(3)力學性能檢測

平行軸向取樣9根(L=300mm)，分3組，對每組按外、中、內各層取樣，做拉伸試棒(15×20，L=300mm)，進行分層力學性能檢測，見表4.

(4)分析與討論

溫度增加沒有出現擔心的過燒現象，且取得了滿意的試驗效果。

在第3輪試驗數據的基礎上，選取了4種不同規格的管材(準351×43，準475×45，準395×60，準245×55)，L=500mm，適當增減加熱溫度和保溫時間，分別做了試驗，都得到了比較理想的檢測數據。

3總結

試驗數據顯示，對于國產27SiMn厚壁鋼管(>30mm)采用920～940℃，保溫3～4h，水淬;540～560℃回火3.5～4.5h，空冷的調質工藝，基本能達到能夠達到試驗目的，滿足硬度和強度要求，淬硬層較深，內、外表面以下15mm范圍內的硬度都在HB270～310范圍內，靠近內、外表面取的拉伸試樣抗拉和屈服強度超過1050MPa和870MPa。金融學習

以上就是無錫勤發不銹鋼技術人員給大家介紹的《不銹鋼厚壁管的熱處理工藝優化研究（熱處理試驗以及熱處理工藝）》，本文鏈接：http://www.qfhbg.com/company/88.html，67%的客戶還關注以下文章：

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