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Propiedades básicas del tubo de acero inoxidable martensítico
Tubo de acero inoxidable martensítico es conocido por su alta resistencia y resistencia al desgaste. Las calificaciones típicas incluyen la serie 410, 420, 431 y 440. Este tipo de acero, caracterizado por su alto contenido de carbono y cromo, puede formar una estructura martensítica dura a través del enfriamiento. En comparación con el acero inoxidable austenítico, el acero inoxidable martensítico exhibe menor dureza y un rango de plasticidad limitado, pero exhibe dureza superior y resistencia a la fatiga. Estas características presentan desafíos únicos durante el trabajo frío y en caliente.
Dificultades en el trabajo en frío
El trabajo en frío es crucial para mejorar la precisión dimensional y la calidad de la superficie de las tuberías. Sin embargo, el tubo de acero inoxidable martensítico presenta desafíos significativos durante la etapa de trabajo en frío.
Plasticidad insuficiente
La plasticidad del acero inoxidable martensítico es mucho menor que la del acero inoxidable austenítico. Durante el dibujo en frío y el rodamiento en frío, el material exhibe una ductilidad limitada, lo que lo hace susceptible a defectos como grietas, delaminación y daño en el borde. Los grados altos de carbono son particularmente frágiles, lo que reduce su deformabilidad fría.
Endurecimiento por el trabajo severo
Durante el trabajo en frío, la densidad de dislocación aumenta rápidamente, causando un trabajo significativo endurecido en tubos de acero inoxidable martensítico. Este rápido aumento de la dureza aumenta la resistencia a la formación posterior, coloca una mayor carga en el equipo de procesamiento y es propenso a agrietarse. Si la deformación no se controla correctamente, puede ocurrir una fractura prematura.
Concentración de estrés y sensibilidad a la grieta
Tresas residuales se concentra durante el trabajo en frío, especialmente durante la flexión, la quiebra o la reducción. Estas áreas de concentración de estrés a menudo se convierten en puntos de inicio de grietas. Estas grietas pueden acelerar la propagación de grietas de corrosión durante el uso posterior, lo que impacta la vida útil.
El control de calidad de la superficie es difícil
La alta fricción de la superficie durante el trabajo en frío puede causar fácilmente arañazos, sangrías y espalores de superficie. La alta dureza del acero inoxidable martensítico conduce al desgaste rápido de la herramienta, aumentando aún más el riesgo de defectos superficiales. Por lo tanto, se requieren lubricación de mayor grado y materiales de matriz.
Dificultades en el trabajo caliente
El trabajo en caliente es un paso clave en la producción de tubos de acero inoxidable martensítico, que abarcan procesos como el rodillo caliente, la extrusión en caliente y la forja en caliente. Aunque las altas temperaturas pueden mejorar la plasticidad, el trabajo en caliente también presenta desafíos significativos debido a su microestructura.
Requisitos de control de temperatura estrictos
El rango de temperatura de trabajo en caliente para el acero inoxidable martensítico es relativamente estrecho, generalmente entre 1000 ° C y 1200 ° C. Las temperaturas excesivamente bajas dan como resultado una plasticidad insuficiente y propensas a agrietarse; Las temperaturas excesivamente altas conducen a un crecimiento rápido del grano, lo que resulta en la degradación del rendimiento. El control preciso de los procesos de calefacción y retención es clave para garantizar el rendimiento del producto terminado.
Riesgo de enfriamiento de grietas
A menudo se requiere enfriamiento después del trabajo caliente para lograr la estructura martensítica deseada. El enfriamiento rápido crea grandes diferencias de temperatura dentro del material, lo que lleva a tensiones térmicas significativas. Con paredes más gruesas o un medio de enfriamiento inapropiado, es muy probable que ocurran grietas en enfriamiento, lo que puede provocar chatarra.
Problemas de precipitación de carburo
Los tiempos de permanencia de alta temperatura extendidos pueden hacer que los carburos precipiten a lo largo de los límites de grano, debilitándolos y reduciendo la resistencia a la corrosión. Este problema es particularmente prominente en los grados que contienen Mo o altos de carbono. El templado posterior puede aliviar algunas tensiones, pero no puede eliminar por completo los defectos causados por los carburos límite de grano.
Fatiga térmica y control de deformación
Los frecuentes ciclos de calentamiento y enfriamiento durante el trabajo caliente hacen que los tubos de acero inoxidable martensítico sean susceptibles de agrietamiento por fatiga térmica. La deformación repetida dificulta mantener las dimensiones de la sección transversal uniformes, lo que resulta en una ovalidad excesiva y un grosor de la pared desigual, lo que coloca mayores demandas en el control de precisión.
Los desafíos combinados del trabajo frío y caliente
En la producción real, el trabajo en frío y el trabajo en caliente a menudo se complementan entre sí, pero para los tubos de acero inoxidable martensítico, los desafíos de ambos enfoques se superponen. La microestructura gruesa obtenida después del trabajo en caliente requiere un trabajo en frío para ajustar sus dimensiones y propiedades. Sin embargo, el alto estrés y el endurecimiento causado por el trabajo en frío deben liberarse y recuperarse a través del tratamiento térmico. Suponga un equilibrio entre estos dos aspectos, la fuerza de aseguramiento al tiempo que equilibra la dureza y la resistencia a la corrosión, es un desafío central en el proceso de fabricación de este tipo de material.
