碳鋼法蘭在加熱和冷卻過程中,由于表層和心部的冷卻速度和時(shí)間的不一致,形成溫差,就會(huì)導(dǎo)致體積膨脹和收縮不均而產(chǎn)生應(yīng)力,即熱應(yīng)力。在熱應(yīng)力的作用下,由于表層開始溫度低于心部,收縮也大于心部而使心部受拉,當(dāng)冷卻結(jié)束時(shí),由于心部然后冷卻體積收縮不能自由進(jìn)行而使表層受壓心部受拉。即在碳鋼法蘭熱應(yīng)力的作用下后期使工件表層受壓而心部受拉。這種現(xiàn)象受到冷卻速度,材料成分和熱處理工藝等因素的影響。當(dāng)冷卻速度愈快,含碳量和合金成分愈高,碳鋼法蘭,冷卻過程中在熱應(yīng)力作用下產(chǎn)生的不均勻塑性變形愈大,然后形成的殘余應(yīng)力就愈大。
下面,詳解一下碳鋼法蘭淬火后的處理方法:
一、調(diào)質(zhì)處理:淬火后高溫回火的熱處理辦法稱為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火是指在500-650℃之間進(jìn)行回火。碳鋼法蘭調(diào)質(zhì)能夠使鋼的功能,原料很大程度的調(diào)整,其強(qiáng)度、塑性和不怕性都好,具有杰出的歸納機(jī)械功能。
二、時(shí)效處理:為了量具或模具、零件在長期運(yùn)用中尺度、形狀發(fā)生變化,常在低溫回火后(低溫回火溫度150-250℃)精加工前,把工件重新加熱到100-150℃,堅(jiān)持5-20小時(shí),這種為安穩(wěn)制件質(zhì)量的處理,稱為時(shí)效。
三、對(duì)在低溫或動(dòng)載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理,以剩余應(yīng)力,安穩(wěn)熱壓彎頭安排和尺度,尤為重要。
碳鋼法蘭是較常見常用多的管道鈑金展開構(gòu)件。采用冷壓的制作方法,具體操作是,事先放好磨具,每個(gè)口徑都有不同的模具,模具為圓形帶圓槽的,口徑為鋼管口徑的一半,反正再下好料的彎頭一側(cè)涂上鉛粉,在壓力作用下,把彎頭擠壓成要做的彎度,這個(gè)時(shí)候鋼管的口徑受力容易變形,所以在鋼管口徑這里放一個(gè)撐口模具,防止擠壓力度過大,造成嚴(yán)重變形,壓制完事后坡口和修口,中間部分有不圓的或者出現(xiàn)橢圓的現(xiàn)象則用壓力機(jī)校平,肉眼口徑看著還能看過去的時(shí)候在做一次撐口工作,口徑方面沒有問題,可以交付使用。
碳鋼法蘭在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí),因比容的增大會(huì)伴隨工件體積的膨脹,工件各部位先后相變,造成體積長大不一致而產(chǎn)生組織應(yīng)力。組織應(yīng)力變化的后期結(jié)果是表層受拉應(yīng)力,心部受壓應(yīng)力,恰好與熱應(yīng)力相反。組織應(yīng)力的大小與工件在馬氏體相變區(qū)的冷卻速度,形狀,材料的化學(xué)成分等因素有關(guān)。
碳鋼法蘭的預(yù)熱有助于降低中碳鋼熱影響區(qū)的大硬度,防止冷裂。這是焊接中碳鋼的主要工藝措施。預(yù)熱還可以提升焊接接頭的塑性,減少焊接后的殘余應(yīng)力。通常35、45鋼的預(yù)熱溫度為150~250℃時(shí),由于厚度和剛度的關(guān)系,如果含碳量較不錯(cuò)或裂紋傾向大,可將預(yù)熱溫度提升到250~400℃。如果焊件過大,整體預(yù)熱困難,可進(jìn)行局部預(yù)熱。碳鋼在焊接過程中需要小心,在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中使用,不斷達(dá)到重要性能,焊接在重要環(huán)境中,質(zhì)量。在坡口形式下,焊接件盡可能采用U型坡口焊接。如果是鑄造缺陷,用鏟子挖出的槽形應(yīng)光滑。其目的是降低母材熔化成焊縫金屬的比例,從而降低焊縫中的含碳量,防止產(chǎn)生裂紋。由于母材熔化與一層焊縫金屬的比例高達(dá)30%,應(yīng)采用低電流、低焊接速度來降低母材的熔深。焊后熱處理是焊后立即應(yīng)力的較佳方法,特別是對(duì)于厚度大、工作條件惡劣(動(dòng)載荷或沖擊載荷)的焊件。應(yīng)力的回火溫度為600~650℃。