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結(jié)果真空滲碳為真空滲碳一淬火工藝曲線。在真空中加熱到滲碳溫度并保溫使表面凈化、活化之后,通入稀薄滲碳富化氣(見控制氣氛熱處理),在大約1330Pa(10T0rr)負(fù)壓下進(jìn)行滲入,然后停氣(降壓)進(jìn)行擴(kuò)散。滲碳后的精密鋼管淬火采用一次淬火法,即先停電,通氮冷卻工件至臨界點(diǎn)A,、以下,使內(nèi)部發(fā)生相變,再停氣、開泵,升溫到Ac1,~Accm之間。淬冷方法可采用氣冷或油冷。后者為奧氏體化后移入前室,充氮至常壓,入油。真空滲碳的溫度一般高于普通氣體滲碳,常采用920~1040℃滲入和擴(kuò)散可按所示分兩階段,也可用脈沖式通氣、停氣,多段式的滲一擴(kuò)相間,效果更好。由于溫度高,尤其表面潔凈、有活性,真空滲碳層形成速度比普通氣體、液體和固體滲碳快,如要求滲層為1mm時(shí),在927℃只需5h,而1033℃僅需1h。
鋼材力學(xué)性能是保證鋼材終使用性能(機(jī)械性能)的重要指標(biāo),它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,根據(jù)不同的使用要求,規(guī)定了拉伸性能(抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)、伸長率)以及硬度、韌性指標(biāo),還有用戶要求的高、低溫性能等。
①抗拉強(qiáng)度(σb)
試樣在拉伸過程中,在拉斷時(shí)所承受的力(Fb),除以試樣原橫截面積(So)所得的應(yīng)力(σ),稱為抗拉強(qiáng)度(σb),單位為N/mm2(MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的能力。
②屈服點(diǎn)(σs)
具有屈服現(xiàn)象的金屬材料,試樣在拉伸過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長時(shí)的應(yīng)力,稱屈服點(diǎn)。若力發(fā)生下降時(shí),則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)。屈服點(diǎn)的單位為N/mm2(MPa)。
上屈服點(diǎn)(σsu):試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的應(yīng)力; 下屈服點(diǎn)(σsl):當(dāng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí),屈服階段中的小應(yīng)力。
屈服點(diǎn)的計(jì)算公式為:
式中:Fs--試樣拉伸過程中屈服力(恒定),N(牛頓)So--試樣原始橫截面積,mm2。
③斷后伸長率(σ)
在拉伸試驗(yàn)中,試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長度與原標(biāo)距長度的百分比,稱為伸長率。以σ表示,單位為%。計(jì)算公式為:σ=(Lh-Lo)/L0*
式中:Lh--試樣拉斷后的標(biāo)距長度,mm; L0--試樣原始標(biāo)距長度,mm。
將淬火成馬氏體的20G高壓鍋爐管加熱到臨界點(diǎn)以下某個(gè)溫度,保溫適當(dāng)時(shí)間,再冷到室溫的一種熱處理工藝。回火的目的在于淬火應(yīng)力,使高壓鍋爐管的組織轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬Ψ€(wěn)定狀態(tài)。在不降低或適當(dāng)降低鋼管的硬度和強(qiáng)度的條件下改善鋼的塑性和韌性,以獲得所希望的性能。中碳和高碳鋼淬火后通常硬度很高,但很脆,一般需經(jīng)回火處理才能使用。高壓鋼管中的淬火馬氏體,是碳在-Fe中的過飽和固溶體,具有體心正方結(jié)構(gòu),其正方度/隨含碳量的增加而增大。馬氏體組織在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的,有向穩(wěn)定組織過渡的趨勢。許多鋼淬火后還有一定量的殘留奧氏體,也是不穩(wěn)定的,回火過程中將發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此,回火過程本質(zhì)上是在一定溫度范圍內(nèi)加熱粹火20G高壓鍋爐管,使鋼中的熱力學(xué)不穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)向穩(wěn)定狀態(tài)過渡的復(fù)雜轉(zhuǎn)變過程。轉(zhuǎn)變的內(nèi)容和形式則視淬火高壓鍋爐管的化學(xué)成分和組織,以及加熱溫度而有所不同。
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