Os tratamentos térmicos para tubos de aço 1026 trefilados a frio para o cilindro do cilindro hidráulico

A maior parte do cilindro hidráulico é composta por um cilindro, cabeça de cilindro, pistão e haste do pistão e dispositivo de vedação. O desempenho abrangente do cilindro, como resistência à pressão, resistência ao desgaste e resistência à fadiga, determina a vida útil do cilindro hidráulico. O cilindro geralmente é necessário para suportar pressão dentro de 20Mpa (pressão contínua), e a aplicação de mistura e pressão pode até chegar a 55Mpa. Cilindro hidráulico geral feito de aço carbono ou tubo de aço trefilado a frio de baixa liga, como ASTM MT102, 1026, que normalmente é usado para recozimento por tensão. O tratamento térmico depende do desempenho do aço após as condições de trabalho a frio do cilindro de óleo hidráulico na produção real são principalmente usar o seguinte processo de tratamento térmico para processamento.

 

Alívio de estresse recozimento

O experimento foi realizado em um tubo de aço trefilado a frio com um diâmetro externo de 121 mm e um diâmetro interno de 98 mm. Este processo adota um processo de tratamento térmico inferior à temperatura de aquecimento de recristalização, que visa eliminar a tensão residual no tubo de aço causada pelo processamento de deformação plástica, mas ainda retém o endurecimento por trabalho a frio, de modo a evitar que o tubo de aço se rache. Para Tubulação 1026 material, o processo de recozimento de alívio de tensão específico é o seguinte: aquecimento a 480 ~ 500 ℃, segurando por 180 minutos, após o recozimento de alívio de tensão, o tubo de aço é testado. A precisão e as propriedades da dimensão geométrica são mostradas na tabela abaixo. A rugosidade da superfície do tubo de aço é de 12.5 m, e não há camada de descarbonetação. A estrutura metalográfica é ferrita bandada + perlita, o tamanho de grão da ferrita é de 9 graus. E você pode ver experimentalmente

• A precisão dimensional geométrica do tubo de aço não tem nenhuma alteração basicamente;
• O alongamento, encolhimento da seção e aspereza da superfície do tubo de aço atendem aos requisitos técnicos;
• A energia de impacto do tubo de aço é 83% maior do que a condição de trabalho a frio, mas ainda não atende aos requisitos técnicos do cilindro hidráulico.
• A resistência à tração, a resistência ao escoamento e a dureza do tubo de aço são bastante reduzidas com base no trabalho a frio;

A estrutura metalográfica do tubo de aço é ligeiramente melhorada em comparação com a condição de trabalho a frio, mas está longe dos requisitos técnicos do cilindro hidráulico. Uma vez que as características do recozimento de alívio de tensão são principalmente para eliminar a tensão interna do metal, no processo de tratamento térmico, a temperatura de aquecimento não excede a temperatura de transformação do material, apenas perto da temperatura de recristalização, portanto, a estrutura do material metálico basicamente não muda. Quando o cilindro hidráulico geral tem baixos requisitos nas propriedades do material, resistência ao impacto e resistência à fadiga, o processo de tratamento térmico acima pode ser adotado.

 

Normalizando em processamento

Neste processo, o tubo de aço é aquecido a uma temperatura de 40-60 ℃ acima do ponto crítico superior (AC3 ou ACM) e, em seguida, resfriado ao ar após ser mantido por um período de tempo para completar a austenitização. O objetivo é refinar o tamanho do grão e homogeneizar a distribuição dos carbonetos, melhorar as propriedades do material e obter a estrutura próxima ao estado de equilíbrio. O processo específico é: aquecer a 920-930 ℃, manter por 35 min e depois resfriar ao ar.

Após normalizar o tratamento de aquecimento, a precisão da dimensão geométrica e o desempenho do tubo de aço são mostrados na Tabela abaixo, respectivamente. A rugosidade da superfície do tubo de aço é de 12.5 m, e a espessura da camada de descarbonetação é de 0.05 mm. A estrutura metalográfica é de 4 graus, perlita + ferrita. Os resultados do teste foram os seguintes:

Diâmetro externo			Diâmetro interno			Elipticidade
Max	min	Diferenciais	Max	min	Diferenciais	Max	min	Diferenciais
121.08	120.98	0.1	98.08	98.00	0.08	121.07	120.98	0.09

 

• O alongamento, encolhimento da seção, energia de impacto e rugosidade da superfície do tubo de aço atendem aos requisitos técnicos;
• O tamanho geométrico do tubo de aço flutua muito, embora dentro da faixa de requisitos técnicos, mas está próximo do valor limite;
• A resistência à tração e o limite de escoamento do tubo de aço são significativamente menores do que as do tubo de aço trefilado a frio;
• A estrutura metalográfica do tubo de aço foi bastante melhorada, mas ainda não atende aos requisitos técnicos do cilindro hidráulico.

A normalização pode eliminar a cementita em forma de rede do aço hipereutetóide, refinar a rede do aço hipereutetóide e melhorar as propriedades mecânicas abrangentes. Quando ASTM MT1026 é normalizada, é aquecida a uma temperatura acima de AC3, quando a ferrita é transformada em austenita, a ferrita é dissolvida na austenita gradualmente e toda austenita é transformada, resultando em um grande número de tecidos de austenita finos e finamente arranjados. Ou seja, embora o processo de tratamento térmico possa fazer com que o material tenha uma certa resistência à tração, resistência ao escoamento, plasticidade, tenacidade, etc., mas a capacidade de flexão e torção ainda é baixa, especialmente a resistência à fadiga não pode atender aos requisitos técnicos do cilindro hidráulico. Portanto, quando o cilindro hidráulico é usado no ambiente geral e os requisitos de desempenho e resistência à fadiga não são altos, o processo de tratamento térmico pode ser adotado.

 

Têmpera e têmpera

Se você quiser atender aos requisitos técnicos do cilindro hidráulico usado em um ambiente complexo, o tubo do cilindro tem excelentes características, como alta resistência, alta dureza, boa resistência ao desgaste, forte plasticidade, alta pressão, pequena deformação, menos descarburação e longa fadiga vida, o tratamento térmico do tubo de aço é realizado de acordo com o seguinte processo. De acordo com as características do material ASTM MT1026, o processo de tratamento térmico específico de têmpera e revenimento é o seguinte: aquecimento a 910-920 ℃, mantendo por 35min e então resfriando com água; Em seguida, um processo de tratamento térmico de revenimento foi adotado para manter o calor em 510 ~ 520 ℃ por 180min. Após este tratamento térmico, a precisão dimensional geométrica e as propriedades do tubo de aço são mostradas na Tabela abaixo:

item	Tamanho em desenho a frio		Tamanho após têmpera
	Max	min	Max	min
OD	121.07	121.98	121.98	121.18
Identidade	98.08	98.00	98.7	98.35
Elipticidade	121.07	120.98	121.63	121.69

 

A rugosidade da superfície do tubo de aço é de 12.5 m, e a espessura da camada de descarbonetação é de 0.10 mm. A estrutura metalográfica é sorbato temperado + perlita + ferrita semi-reticulada, listrada, maciça e acicular (Fig. 3), e o tamanho de grão é 5 grau. Suportar pressão de 30 MPa (por 10s). Os resultados do teste acima foram analisados ​​e os resultados foram os seguintes:

• Após o revenido e o tratamento térmico de revenimento, a resistência à tração, resistência ao escoamento, alongamento, redução da seção, trabalho de impacto, acabamento superficial e profundidade da camada de descarburação do tubo de aço atendem aos requisitos técnicos de um cilindro hidráulico.
• Depois de revenido e tratamento térmico de revenido, o tubo de aço é seriamente deformado e não pode atender aos requisitos técnicos do cilindro hidráulico.
• Após o revenido e tratamento térmico de revenido, a estrutura metalográfica do tubo de aço é temperada com sorbita + perlita + semi-reticulada, tira, bloco, ferrita acicular, tamanho de grão 5 grau, que não atende aos requisitos técnicos do cilindro hidráulico.
• Após o revenido e processo de tratamento térmico de revenido acima, a rugosidade da superfície do tubo de aço é de 12.5 m, e a espessura da camada de descarbonetação é de 0.15 mm.

O tubo de aço não possui nenhuma cavidade de retração residual, bolha, descascamento, delaminação, trincas e outros fenômenos. A porosidade central e a segregação são de Grau 2, e a estrutura metalográfica é de Grau 3 (sorbita temperada + ferrita). Suporta pressão de 35 a 38 MPa (por 10s). Os resultados dos testes mostram que o tubo de aço após o revenido e tratamento térmico de revenido, exceto para a mudança de retilinidade, os outros índices abrangentes atendem plenamente aos requisitos técnicos do cilindro hidráulico, para atingir a finalidade esperada. As razões para a mudança de linearidade do tubo de aço são as seguintes: devido à diferença de tensão residual em várias partes do tubo de aço, e ao temperar em alta temperatura, é afetado pelo fator de resfriamento rápido do meio de resfriamento, e o fenômeno de expansão térmica e contração a frio ocorre instantaneamente, o que causa o fenômeno de flexão do tubo de aço após têmpera e revenido. Após a têmpera e têmpera, o tubo de aço é endireitado para atender totalmente aos requisitos do cilindro hidráulico.