무봉강관의 냉간 처리는 왜 엄격한 순서를 따라야 합니까?

냉간 처리(때때로 서브-제로 또는 극저온 처리라고도 함)는-특정 이음매 없는 강관 및 튜브 등급(가장 일반적으로 합금강, 베어링강, 정밀 인발관-)을 담금질한 후 적용되는 후속 단계로, 수명 동안 치수 안정성이 일반 구조용 파이프보다 더 중요합니다. 올바르게 수행되면 남은 잔류 오스테나이트를 마르텐사이트로 변환하고 담금질로 인한 내부 응력을 완화합니다. 잘못된 순서로 수행하거나 단계를 건너뛰면 작업 현장에서 치수가 괜찮아 보이는 파이프가 남을 수 있으며 몇 달 후 사용 중에 균열, 왜곡 또는 허용 범위를 벗어날 수 있습니다.

과정은 개념적으로 복잡하지는 않지만,시퀀스로만 작동합니다.- 각 단계는 이전 단계에서 발생한 스트레스를 관리하기 위해 존재합니다. 아래에서는 냉간 처리가 필요한 이유, 실제로 발생해야 하는 4단계 공정, 그리고 이를 거쳐야 하는 파이프를 구입할 때 확인해야 할 사항에 대한 야금학을 살펴보겠습니다.

경화성 강철이 담금질되면 재료가 Ms(마르텐사이트 시작)라는 온도 이상으로 냉각되면서 구조의 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태됩니다. 이러한 변형은 온도가 계속 떨어지면서 Mf(마르텐사이트 마감)라고 불리는 더 낮은 온도({1}})까지 계속되며, 이 지점은 변형이 본질적으로 완료됩니다. 문제는많은 합금강 및 베어링강의 경우 Mf는 실온보다 훨씬 낮습니다.. 따라서 실온에서 멈추는(또는 실온으로 공기-냉각됨) 담금질은 중간에 변태를 멈추고 원래 오스테나이트의 일부는 변태되지 않은 채 남습니다. 이것은잔류 오스테나이트.

잔류 오스테나이트는 준안정적입니다. - 이는 영구적으로 안정한 상이 아니며, 변태를 완료할 만큼 충분히 냉각되지 않은 오스테나이트입니다. 그대로 두면 사용 중, 특히 부하, 진동 또는 온도 순환 시 시간이 지남에 따라 천천히 변형될 수 있습니다. 마르텐사이트는 형성되는 오스테나이트보다 더 많은 부피를 차지하기 때문에 느린 변태는 다음과 같이 나타납니다.부품이 이미 사용된 후 치수 성장 및 내부 응력 축적- 정확히 냉간 처리가 예방하기 위해 존재하는 실패 모드입니다.

이것이 냉찜질이 가장 자주 나타나는 이유입니다.정밀 심리스 튜브, 베어링 레이스, 게이지 부품 및 공구{0}}강 부품- 부품 설치 후 1밀리미터 미만의 치수 변동이 외관상 문제가 아닌 실제 문제인 애플리케이션. 이는 일반 탄소-강관 또는 구조용 이음매 없는 파이프에 대한 일상적인 단계로 적용되지 않습니다. 왜냐하면 이러한 등급은 처음부터 완전 경화되지 않고 담금질 후에 의미 있는 잔류 오스테나이트를 보유하지 않기 때문입니다.- 구매자가 표준을 소싱하는 경우A106또는API 5L이음매없는 라인 파이프, 냉간 처리는 물어볼 것이 아닙니다. 주문이 베어링 하우징, 유압 실린더 라이너 또는 게이지 블록용 정밀 연삭 이음매 없는 튜브에 대한 것이라면 공급업체의 프로세스에 이를 포함하는지 여부와 방법을 물어볼 가치가 있습니다.

1단계: 먼저 끓는 물에 미리-담그는 이유는 무엇입니까?

파이프가 영하-온도 근처로 가기 전에 먼저 끓는 물에 넣고 그 상태로 유지합니다.약 30초. 이 단계에서는 두 가지 작업을 동시에 수행합니다. 첫째, 그것은내부 응력의 약 15%를 완화합니다.저온 처리로 인해 발생하게 될 새로운 응력 위에 쌓이게 될 원래의 냉각 - 응력에서 남은 것입니다. 둘째, 그것잔류 오스테나이트를 안정화시킵니다.부품이 훨씬 더 큰 온도 변동에 노출되기 전의 현재 상태입니다. 이 단계를 건너뛰어도 냉간 처리가 중단되지는 않지만 이후 단계에서 기대하고 있는 완충 장치가 제거되며, 이는 작업장에서 주기 시간을 절약하려고 할 때 취하는 가장 일반적인 지름길 중 하나입니다.

2단계: 왜 두 단계 - 영하로 처리한 다음 극저온으로 처리합니까?

저온 처리 자체는 하나가 아닌 두 가지 온도 단계로 수행됩니다. 파이프는 먼저영하의 온도 약 -60 degC, 그 후에야 아래로 내려갑니다.약 -120 degC에서 극저온 처리. 끓는 물을-사전 담그는 것과 같은 이유로 -120°C로 직접 급락하는 대신 두 단계로 이 작업을 수행합니다. 즉, 크고 제어할 수 없는 델타-T가 이미-냉각되고 이미 응력을 받은 부품에 균열을 일으키는 경향이 있기 때문에 열충격 속도를 관리합니다.

처리 온도가 낮을수록 잔류 오스테나이트가 마르텐사이트로 전환되는 양이 많아집니다.- 이것이 -60degC에서 멈추는 것이 아니라 -120degC로 가는 전체 지점입니다. 그러나 변화는 결코 완료되지 않습니다. 지속적으로 테스트하면 다음과 같은 결과가 나타납니다.대략 2%의 잔류 오스테나이트가 남아 있습니다.유지 시간이 얼마나 연장되었는지에 관계없이 -120°C에서 극저온 처리 후에도 마찬가지입니다. 그 잔류물은 0으로 추적할 수 있는 결함이 아닙니다. 구조에 남아 있는 소량의 제어된 잔류 오스테나이트는 다음과 같은 역할을 합니다.스트레스를 흡수하는 완충제주변 마르텐사이트로 직접 전달되는 것이 아니라 극저온 처리 사양이 제로-유지-오스테나이트 결과보다는 온도와 유지 시간을 목표로 하는 이유 중 하나입니다.

3단계: 왜 온도를 낮추기 전에 따뜻한 물에 재가열해야 하나요?

깊은 극저온 보관이 완료되면 파이프를 다시 꺼내 따뜻하게 데워줍니다.따뜻한 물, 자체적으로 주변 공기와 균등화되도록 방치되지 않습니다. 이 재가열 단계냉찜질 자체로 인한 스트레스의 약 40%가 완화됩니다.- 영하 및 극저온 단계에서 형성된 새로운 마르텐사이트는 원래 담금질에서 남은 것 외에 자체 내부 응력을 전달합니다. 끓는-물을 미리 담가-물을 미리 담가서 여행을 관리했던 것과 같은 방식으로 물 속에서 점진적으로 데우면 돌아오는 여행을 관리합니다. 갑작스러운 온도 변화가 아닌 제어된 온도를 유지함으로써 여행을 관리합니다.

4단계: 템퍼링이 즉시 이루어져야 하는 이유는 무엇입니까?

시퀀스는 템퍼링으로 종료됩니다.따뜻한 물을 재가열한 후 즉시 온도 조절이 이루어져야 합니다-, 생산 일정의 편리한 후반 시점이 아닙니다. 템퍼링은 온수 단계 이후에 남아 있는 냉-처리 응력의 대부분을 제거하고 실제로 지연 균열을 방지합니다. - 극저온 단계에서 새로 형성된 마르텐사이트는 단단하고 부서지기 쉬우며 냉간 처리와 템퍼링 사이의 창에서 가장 균열이 발생하기 쉽습니다-. 실온에서도 해당 창에 너무 오랫동안 고정된 파이프는 템퍼링을 통해 발생하는 응력을 완화할 기회를 얻기 전에 미세한 균열이 발생할 위험이 있습니다.

올바르게 수행되면 이 마지막 단계는 전체 프로세스의 실질적인 보상을 제공합니다.안정적인 최종 치수, 사용 중 느린 왜곡을 유발하는 잔류 응력이 없으며, 부품이 이미 배송된 후 나타나기를 기다리는 강화 구조에 잠재 균열 위험이 없습니다.

이 시퀀스의 모든 단계는 이전 단계에서 생성된 스트레스를 관리하기 위해 존재하므로 순서가 편의상 문제가 되지 않습니다.

• 끓는 물에-물을 미리 담그는- 과정을 건너뛰세요., 영하/심{0}}극저온 단계는 더 높은 기준 내부 응력에서 시작하여 저온 단계 자체에서 균열 위험이 증가합니다.
• -60°C 중간 단계 없이 -120°C로 바로 점프, 파이프는 훨씬 더 큰 단일 열충격을 경험하여 균열 위험을 낮추기보다는 다시 높입니다.
• 따뜻한-물 재가열을 건너뛰거나 줄입니다., 대략 40%의 저온-처리 스트레스가 템퍼링에 들어가는 부품에 고정되어 템퍼링이 달성하려는 목표에 반대하여 작용합니다.
• 재가열 후 뜨임 지연, 부품이 필요 이상으로 오랫동안 균열이 발생하기 쉬운-상태에 있기 때문에 지연이 용서될 것이라는 보장은 없습니다.

양쪽 끝에 단계적 접근 방식을 적용하지 않고 이를 단일 냉간 담금 및 단일 템퍼로 압축하는 공급업체는 즉각적인 치수 검사를 통과하면서도 나중에야 나타나는 응력이나 균열 위험이 여전히 있는 부품을 생산할 수 있습니다.

베어링 적용을 위한 정밀 이음매 없는 튜브 배치는 단축 주기로 작업하는 하도급업체에 의해 냉간 처리되었습니다. 즉, 중간 단계 -60 degC 없이 -120 degC로 한 번 직접 급강하한 후 재가열 직후가 아닌 다음날 템퍼링했습니다. 튜브는 수령 시 치수 검사를 통과했습니다. 사용 후 몇 주 동안 배치의 일부에서 압축 처리 주기로 거슬러 올라가는 미세한 균열이 나타났습니다. 냉각 중 더 큰 단일 열 충격과 템퍼링 전 연장된 지연이 결합되어 치수 검사만으로는 감지할 수 없는 재료에 잠재 응력이 남았습니다. 배치는 전체 4단계 순서로 재작업되었으며 공급업체의 프로세스 문서는 최종 치수뿐만 아니라 앞으로 진행되는 모든 로트에 대한 유지 시간과 재가열 및 템퍼링 사이의 간격을 기록하도록 수정되었습니다.

냉간 처리는 사양 라인이 아닌 프로세스이며, 최종 경도나 최종 치수만 보고하는 압연 인증서로는 순서가 실제로 준수되었는지 여부를 알 수 없습니다. 냉간 처리가 중요한 이음매 없는 파이프나 튜브를 주문하기 전에 다음 사항을 물어볼 가치가 있습니다.

1. 실제로 저온처리가 필요한 등급임을 확인합니다.모든 이음매 없는 강관 등급이 이 공정에서 이점을 얻는 것은 아닙니다. - 이는 Mf 점이 낮은 합금, 베어링 및 공구강에 중요하며, 절대 경화되지 않는 일반 탄소 구조 또는 라인 파이프에는 중요하지 않습니다.-
2. 각 단계의 유지 시간과 온도를 문서화했습니다., 단순히 "극저온 처리"를 수행했다는 메모가 아닙니다. 프로세스에서 점진적인 -60°C/-120°C 접근 방식을 사용했는지 아니면 단일 직접 냉간 담금을 사용했는지 구체적으로 물어보세요.
3. 온수-재가열과 온도 조절 사이의 간격입니다.이러한 격차를 명시할 수 없거나 재가열 후 즉시 처리하지 않고 지연된 배치 일정을 조정하는 공급업체는 인증서에 표시되는 것보다 더 많은 균열 위험을 안고 있는 것입니다.
4. 애플리케이션이 민감한 잔류 오스테나이트 또는 미세 구조 테스트 데이터- 낮은 한 자릿수의 잔여 수준이 예상되며 일반적으로 유리합니다. 훨씬 더 높은 잔류 수준은 저온 처리 단계가 단축되거나 건너뛰었음을 나타냅니다.
5. 끓는-물 사전 담그기-단계가 공급업체의 표준 절차에 포함되어 있는지 여부, 최종 검사 보고서에 나타나지 않고 조용히 삭제하는 가장 쉬운 단계 중 하나이기 때문입니다.
6. 로트 추적성, 나중에 치수 문제나 균열 문제가 표면화되는 경우 일반적인 재료 결함으로 처리하기보다는 특정 처리 주기로 추적할 수 있습니다.

이 여섯 가지 모두에 주저 없이 대답할 수 있는 공급업체는 통제된 프로세스를 설명하는 것입니다. 최종 경도 수치만을 가리킬 수 있는 사람은 공정이 아닌 결과를 설명하는 것입니다. - 그리고 냉간 처리된- 이음매 없는 파이프의 경우 첫날의 결과는 해당 부품이 서비스를 받은 후 6개월 동안 어떤 역할을 할지 알려주지 않습니다.

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