低碳钢材料(低碳钢材料由于冷作硬化会使提高

1. 低碳钢材料由于冷作硬化会使提高

钢管热处理和其他钢材的热处理一样分为三类，即为了满足产品使用性能要求的最终热处理，按用户和标准要求的以热处理状态交货的热处理，及钢管制造过程中的工序间的热处理。

钢管常用的热处理工艺主要有淬火、回火、正火及退火等。

例如：石油专用管中的套管、油管、钻杆、管线管等，根据钢级的高低则相应采用正火、正火加回火、淬火加回火的工艺；

高压锅炉管、高压化肥管道常采用正火、正火加回火、淬火加回火（厚壁管）及奥氏体不锈钢管的固溶处理；轴承用钢管的球化退火等。

有些合金含量较高的钢管，为防止用户使用前产生开裂、变形等，用户和标准通常要求生产厂以热处理状态交货，生产厂需进行如退火、正火等热处理。工序间的热处理用于冷轧、冷拔钢管的生产过程中，通常采用再结晶退火、软化退火。目的在于消除冷作硬化效应，，降低硬度、提高韧性以利于进一步冷加工。热处理的作用就是提高钢管及精密钢管的材料机械性能、消除残余应力和改善钢管金属的切削加工性能

▲ 精密钢管无缝钢管之热处理无氧退火炉

按照热处理不同的目的，热处理工艺可分为两大类：预备热处理和最终热处理。

1.预备热处理

预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等。

（1）退火和正火

退火和正火用于经过热加工的毛坯。含碳量大于0.5%的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用退火处理；含碳量低于0.5%的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低切削时粘刀，而采用正火处理。退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处理作准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。

（2）时效处理

时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。

为避免过多运输工作量，对于一般精度的零件，在精加工前安排一次时效处理即可。但精度要求较高的零件（如座标镗床的箱体等），应安排两次或数次时效处理工序。简单零件一般可不进行时效处理。

除铸件外，对于一些刚性较差的精密零件（如精密丝杠），为消除加工中产生的内应力，稳定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理。有些轴类零件加工，在校直工序后也要安排时效处理。

（3）调质

调质即是在淬火后进行高温回火处理，它能获得均匀细致的回火索氏体组织，为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形作准备，因此调质也可作为预备热处理。

由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理工序。

2.最终热处理

最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。

（1）淬火

淬火有表面淬火和整体淬火。其中表面淬火因为变形、氧化及脱碳较小而应用较广，而且表面淬火还具有外部强度高、耐磨性好，而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。为提高表面淬火零件的机械性能，常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理。其一般工艺路线为：下料--锻造--正火（退火）--粗加工--调质--半精加工--表面淬火--精加工。

（2）渗碳淬火

渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢，先提高零件表层的含碳量，经淬火后使表层获得高的硬度，而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳分整体渗碳和局部渗碳。局部渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施（镀铜或镀防渗材料）。由于渗碳淬火变形大，且渗碳深度一般在0.5~2mm之间，所以渗碳工序一般安排在半精加工和精加工之间。

其工艺路线一般为：下料-锻造-正火-粗、半精加工-渗碳淬火-精加工。

当局部渗碳零件的不渗碳部分采用加大余量后，切除多余的渗碳层的工艺方案时，切除多余渗碳层的工序应安排在渗碳后，淬火前进行。

（3）渗氮处理

渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄（一般不超过0.6~0.7mm），渗氮工序应尽量靠后安排，为减小渗氮时的变形，在切削后一般需进行消除应力的高温回火。

2. 冷作硬化会改变钢材的性能,将使钢材的

冷硬现象即冷作硬化现象，原因是弹道锯切割金属时，由于摩擦等原因会使金属表面产生大量的热，在切削液和空气中急剧变冷，是金属表层变硬，金属材料在常温或在结晶温度以下的加工产生强烈的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒产生剪切、滑移，晶粒被拉长，这些都会使表面层金属的硬度增加，减少表面层金属变形的塑性，称为冷作硬化。

金属在冷态塑性变形中，使金属的指标强化，如屈服点、硬度等提高，塑性指标如伸长率降低的现象称为冷作硬化。

冷、热加工的分界限是金属的再结晶温度。高于再结晶温度的加工为热加工或热变形，低于再结晶温度的加工为冷加工或冷变形。

热变形时加工硬化和再结晶现象同时出现，但加工硬化很快被再结晶软化所抵消，变形后具有再结晶组织，因而无加工硬化现象。

冷变形中无再结晶出现，因而有加工硬化现象。冷变形时的加工硬化使塑性降低，每次的冷变形程度不宜过大。如冷加工工件的变形率过大，应于成型后进行退火或固溶处理，以恢复材料的性能。难以加工，性能改变

3. 冷作硬化提高了钢材的

34mn是冷镦钢材料。

冷镦钢又称铆螺钢或冷顶锻钢，成型用钢，冷镦是在室温下采用一次或多次冲击加载，广泛用于生产螺钉，销钉，螺母等标准件。

冷镦工艺可节省原料，降成本，而且通过冷作硬化提高工作的抗拉强度，改善性能，冷镦用钢必须其有良好的冷顶锻性能，钢中S和P等杂质含量减少，对钢材的表面质量要求严格，经常采用优质碳钢，若钢的含碳钢大于0.25%,应进行球化退火热处理，以改善钢的冷镦性能。

4. 对低碳钢冷作硬化的观察

不是低碳钢，是冷作模具钢。冷作模具钢通常在成分上以高碳为主，以满足高硬度和高耐磨性的需要。如果为了提高模具抗冲击能力，需增加韧性时，可选用中碳钢，这时可借用热作模具钢来代替。

冷作模具钢是指使金属在冷态下变形或成形所使用的模具钢。最常用的专用冷作模具钢是Crl2型钢，其含碳量为1.45%～2.30%，含铬量为11%～13%。

5. 为降低低碳冷轧钢板的硬度

冷轧板具体分为：1/8硬、1/4硬、1/2硬和全硬状态材料的硬度值有一般主要有两种单位:HRB(洛氏) HV(维氏) 如下:调质区分 符号 HRB(洛氏) HV(维氏)1/8硬 范围: 50~71 95~1301/4硬 范围: 65~80 115~150 1/2硬 范围: 74~89 135~185全硬 范围: ≥85 ≥170

6. 冷作硬化是指由于材料温度降低

冷轧 在再结晶温度以下进行的轧制叫做冷轧，一般用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。

轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退火线。轧硬卷重一般在20-40吨，钢卷在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。 热轧 热轧(hot rolling)属于热加工的轧制过程。热轧生产效率高，规模大，能量消耗少，成本低，机械化、自动化程度高，适于大批量连续生产，是最重要的金属压力加工方式。

热轧因加工时金属的变形抗力低和塑性好而得到广泛的应用。但由于轧制时轧件温度不易均匀，表面有氧化铁皮存在等原因，产品的尺寸精度和表面粗糙度都不如冷轧产品。热轧的主要设备是轧机。

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