Как устранить проблему упрочнения при обработке труб из нержавеющей стали 304

Работа упрочнения является одним из методов повышения прочности труб из нержавеющей стали 304. Это особенно важно для металлов, которые нельзя упрочнить термической обработкой. Высокая прочность холоднокатаных и точных прокатанных труб является результатом упрочнения при деформировании. Более того, упрочнение при деформировании также создает условия для холодной обработки. Поскольку трубы не могут быть дальнейшим образом обработаны, когда они упрочняются до определенной степени во время холодной обработки, они могут ломаться из-за деформации при определенных условиях. 

Упрочнение при деформировании увеличивает сопротивление деформации, но также делает дальнейшую обработку изделий из нержавеющей стали трудной, так как и ее твердость, и прочность увеличиваются, в то время как ее пластичность и вязкость уменьшаются. В нержавеющей стали явление упрочнения при деформировании наиболее заметно в аустенитных и ферритных нержавеющих сталях. 

Предел прочности на разрыв аустенитных труб из нержавеющей стали после упрочнения составляет от 1470 до 1960 МПа. Более того, по мере увеличения предела прочности на разрыв повышается и предел текучести. Предел текучести отожженной аустенитной стали не превышает 30% - 45% от предела прочности на разрыв, в то время как после упрочнения при обработке он достигает 85% - 95%. Глубина слоя упрочнения при обработке может достигать одной трети или более от глубины резания; твердость упрочненного слоя в 1.4 - 2.2 раза выше, чем у исходного материала. 

Поскольку трубы из нержавеющей стали 304 обладают высокой пластичностью, во время пластической деформации их форма искажается, а коэффициент упрочнения очень велик; кроме того, аустенит недостаточно стабилен. Под действием резательного напряжения часть аустенита превращается в мартенсит. Более того, примеси соединений легко разлагаются и образуют дисперсное распределение под действием резательного тепла, что приводит к образованию упрочненного слоя в процессе резки. Феномен упрочнения при обработке, возникающий на предыдущем этапе, серьезно влияет на плавный процесс последующих операций. 

Поэтому, чтобы устранить эффект упрочнения при обработке сварных труб из нержавеющей стали, необходимо провести специальную термическую обработку в процессе обработки. После рекристаллизационного разупрочнения можно продолжить последующую обработку. После рекристаллизации изменяется только форма зерен, но тип кристаллической решетки остается таким же, как у исходных зерен. 

Рекристаллизационные ядра обычно образуются на границах зерен деформированных зерен, в полосах скольжения и в областях с сильной искажением кристаллической решетки. Как только ядра образуются, они растут за счет диффузионного движения атомов в окружающие области до тех пор, пока все ядра не выростут и не соприкоснутся друг с другом, образуя новые равноосные зерна. 

В результате рекристаллизации микроструктура трубки из нержавеющей стали 304 полностью претерпела изменения. В результате этого ее прочность и твердость значительно снизились, в то время как ее пластичность и вязкость значительно улучшились. Феномен упрочнения деформацией был устранен, и все механические и физические свойства деформированного металла полностью вернулись в состояние до холодной деформации.