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1 压力冲孔

压力冲孔是将加热的方坯或波浪形钢锭装入圆形模中，然后用压力机驱动冲头在管坯中心部分冲出内孔。一般所冲内孔的面积相当或稍大于坯料与圆形模的间隙，因而变形量很小，延伸系数一般不超过1.1。

2 推轧穿孔

推轧穿孔可以看成是压力冲孔的一种改进形式，即把压力冲孔时的固定圆模改成带圆形孔型的1对轧辊，轧辊由电机驱动。当轧辊旋转将管坯咬入孔型并轧制时，固定在孔型中心位置的冲头便将其穿透成中空的毛管。为了推动轧制，在坯料的尾端需增加一个后推力，因此叫做推轧穿孔。

推轧穿孔是在当时圆连铸工艺尚不成熟，需采用方连铸坯进行穿孔轧管的一种方法，虽然比压力冲孔有了较大改进，但变形量仍然小，所以毛管短且厚，尤其容易产生较大的壁厚不均。因此，在穿孔之后，需要设置斜轧延伸机，以减薄毛管壁厚及延伸毛管长度，并减小毛管壁厚不均程度，但随着圆连铸坯工艺日臻成熟，该方式已逐渐被斜轧穿孔取代。

3 斜轧穿孔

斜轧穿孔是基于圆管坯被2个相互倾斜同向旋转的轧辊咬入并螺旋前进，通过由轧辊、导板（或导辊、导盘）和顶头所构成的孔型将管坯穿成中空的毛管。

实际上，圆管坯被轧辊咬入、旋转并压缩变形螺旋前进，在与顶头接触前，管坯的中心区在拉、压应力反复作用下的塑性变形逐渐发展成疏松，随着疏松的逐渐加重将导致中心破裂而形成“孔腔”（又称“横锻效应”）。因此，需将顶头前端调整在管坯出现疏松而未形成“孔腔”的位置，此时穿孔力能消耗低，工具磨损少，穿出的毛管质量好。如果管坯在已形成“孔腔”后才与顶头接触变形，则很容易在毛管的内孔形成“内折”。

二辊斜轧穿孔是德国曼内斯曼兄弟于1885年发明，并经后人的多次改进与完善，发展至今，斜轧穿孔已成为热轧无缝钢管生产主要的穿孔方式。

 

斜轧穿孔机的类型：斜轧穿孔机按轧辊数目可分为二辊斜轧穿孔机和三辊斜轧穿孔机。

三辊斜轧穿孔机由于孔型封闭性差，穿孔薄壁管时容易形成尾三角，因而仅局限于生产中厚壁钢管的机组中，如三辊轧机。

二辊斜轧穿孔机按轧辊形状可分为盘式穿孔机、锥形辊穿孔机和桶式或曼式穿孔机。其区别在于其轧辊轴线与轧制中心线的倾角不同，由此造成在变形运动学上的较大差异。

导板、导辊和导盘都是二辊穿孔机的导向装置，其中导板为固定，导辊为隋辊，导盘由马达驱动旋转。它们不仅对穿孔毛管变形过程起到导向，保持毛管中心及轧制稳定的作用，同时也起到限制毛管横向变形的作用。导板、导辊和导盘与轧辊顶头一起组成封闭性穿孔孔型。

频电阻焊管(Electric Resistance Welding，简称为ERW)与无缝钢管 的区别在于ERW有条焊缝，这也是ERW钢管质量的关键所在。现代化的ERW钢管生产工艺和设备，由于国际上，尤其是美国等多年的不懈努力，使得ERW钢管的无缝化已经有了比较满意的解决。有人把ERW钢管的无缝化分为几何无缝化和物理无缝化。山东无缝钢管几何无缝化就是ERW钢管的内外毛刺。由于内毛刺系统的结构和刀具的不断改进和完善，大中口径的钢管内毛刺的已有了较好的处理。内毛刺可控制在-0.2mm～+O.5mm左右。物理无缝化是指焊缝内部的金相组织与母材之间存在差别而导致焊缝区域机械性能下降，需要采取措施使其均匀化、一致化。ERW钢管的高频焊接热过程，造成了管坯边缘附近温度分布梯度，并形成了熔化区、半熔化区、过热组织、正火区、不完全正火区、回火区等特征区域。其中过热区组织由于焊接温度在1000℃以上，奥氏体晶粒急剧长大，在冷却条件下会形成硬而脆的粗晶相，此外温度梯度的存在会产生焊接应力。这样，就形成了焊缝区域力学性能比母材低的情况，物理无缝化就是通过焊缝局部常规热处理工艺即采用中频感应加热装置将焊缝区域加热到AC3(927℃)，然后进行60m长度、速度在20m/分的空冷过程，需要时再水冷。这种方法的使用达到了应力、软化和细化组织、提高焊接热影响区综合机械性能之目的。目前，世界上先进的ERW机组已普遍采用此方法对焊缝进行处理，已获得较好的效果。优质的ERW钢管不仅无法辩出焊缝，而且焊缝系数达到1，实现了焊缝区域组织与母材的匹配。   同时ERW钢管具有因采用热轧卷板作为原料，壁厚均匀可控制在±0.2mm左右，钢管二端按美国APl标准或GB/T9711.1标准，修端打坡口，定尺长度交货等优点。近几年来，各天然气管网工程和煤气公司已广泛采用ERW钢管作为城市管网的主要管材。

常用的无缝钢管,精密网管的热处理工艺分为两大类： 预备热处理目的：坯料、半成品中的某些缺陷，为后续冷加工，终热处理作组织准备。 终热处理目的：使工件获得所要求的性能。退火与正火的目的 ： 钢材经热加工所引起的某些缺陷,或为以后的切削加工及终热处理做好组织准备。一、钢的退火 1、 概念： 将钢件加热到适当温度 (Ac 1 以上或以下)，保持一定时间，然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。 2、 目的： （1）降低硬度，提高塑性， （2）细化晶粒，组织缺陷 （3）内应力 （4）为淬火作好组织准备 3、类型：(根据加热温度可分为在临界温度（Ac1或Ac3）以上或以下的退火，前者又称相变重结晶退火，包括完全退火、扩散退火均匀化退火、不完全退火、球化退火；后者包括再结晶退火及去应力退火。) （1） 完全退火： 1） 概念：将亚共析钢（Wc＝0.3％～0.6％）加热到AC3+（30～50）℃，完全奥氏体化后，保温缓冷（随炉、埋入砂、石灰中），以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。 2） 目的：细化晶粒、均匀组织、内应力、降低硬度、改善切削加工性能。 3） 工艺：完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下较主温度范围内转变为珠光体。工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透，即工件心部达到要求的加热温度，而且要保证全部看到均匀化的奥氏体，达到完全重结晶。完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。 实际生产时，为了提高生产率，退火冷却至 600℃左右即可出炉空冷。 4） 适用范围：中碳钢和中碳合金钢的铸，焊，锻，轧制件等。 注意事项：低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。低碳钢完全退火后硬度偏低，不利于切削加工。过共析钢加热至Accm以上奥氏体状态缓冷退火时，有网状二次渗碳体析出，使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。文章来自网络由"常州精密钢管博客"整理发布,转载请注明出处. （2） 球化退火   1） 概念：使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火。 2） 工艺：一般球化退火工艺Ac 1 +(10～20)℃ 随 炉 冷 至 500～600 ℃空冷。 3） 目的：降低硬度、改善组织、提高塑性和切削加工性能。 4） 适用范围：主要用于共析钢、过共析钢的刃具、量具、模具等。过共析钢中有网状二次渗碳体时，不仅硬度高，难以进行切削加工，而且增大钢的脆性，容易产生淬火变形及开裂。为此，钢热加工后必须加一道球化退火，使网状二次渗碳体和珠光体中的片状渗体发生球化，得到粒状珠光体。 冷却速度和等温温度也会影响碳化物获得球化的效果，冷却速度快或等温温度低，珠光体在较低温度下形成，碳化物颗粒太细，聚集作用小，容易形成片状碳化物，从而使硬度偏高。如果冷却速度过慢或等温温度过高，形成碳化物颗粒较粗大，聚集作用也很强烈，易形成粗细不等的粒状碳化物，使硬度偏低。 （3） 均匀化退火（扩散退火） 1） 工艺：把合金钢铸锭或铸件加热到 Ac 3 以上150～200℃，保温10～15h后缓慢冷却以化学成分不均匀现象的热处理工艺。 2）目的：结晶过程中的枝晶偏析，使成分均匀化。由于加热温度高、时间长，会引起奥氏体晶粒严重粗化，因此一般还需要进行一次完全退火或正火，以细化晶粒、过热缺陷。 3） 适用范围：主要用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件、锻件。 4）注意：高温扩散退火生产周期长，消耗能量大，工件氧化、脱碳严重，成本很高。只是一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭才使用这种工艺。对于一般尺寸不大的铸件或碳钢铸件，因其偏析程度较轻，可采用完全退火来细化晶粒，铸造应力。文章来自网络由"常州精密钢管博客"整理发布,转载请注明出处. （4） 去应力退火 1) 概念： 为去除由于塑性变形加工,焊接等而造成的应力以及铸件内存在的残余应力而进行的退火称为去应力退火。（去应力退火不发生相变） 2) 工艺：将工件缓慢加热到 Ac 1 以下100～200℃（500～600℃）保温一定时间（1～3h）后随炉缓冷至200℃，再出炉冷却。 钢一般在 500～600℃ 铸铁一般在 500～550℃超过550时容易造成珠光体的石墨化。焊接件一般为 500～600℃。 3）适用范围：铸、锻、焊件，冷冲压件以及机加工工件中的残余应力，以稳定钢件的尺寸，减少变形，防止开裂。山东无缝钢管 二、钢的正火 1、概念： 将钢件加热到Ac 3 (或Ac cm)以上30～50℃，保温适当时间后；在静止空气中冷却的热处理工艺称为钢的正火。 2、 目的：细化晶粒，均匀组织，调整硬度等。 3、 组织：共析钢 S 、亚共析钢F+S、过共析钢 4、工艺：正火保温时间和完全退火相同，应以工件透烧，即心部达到要求的加热温度为准，还应考虑钢材、原始组织、装炉量和加热设备等因素。正火冷却方式常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却。对于大件也可采用吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢件的冷却速度，达到要求的组织和性能。文章来自网络由"常州精密钢管博客"整理发布,转载请注明出处. 5、应用范围： 1）改善钢的切削加工性能。碳的含量低于0.25％的碳素钢和低合金钢，退火后硬度较低，切削加工时易于“粘 刀”，通过正火处理，可以减少自由铁素体，获得细片状珠光体，使硬度提高，可以改善钢的切削加工性，提高刀具的寿命和工件的表面光洁程度。 2）热加工缺陷。中碳结构钢铸、锻、轧件以及焊接件在加热加工后易出现粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。通过正火处理可以这些缺陷组织，达到细化晶粒、均匀组织、内应力的目的。 3）过共析钢的网状碳化物，便于球化退火。过共析钢在淬火之前要进行球化退火，以便于机械加工并为淬火作好组织准备。但当过共析钢中存在严重网状碳化物时，将达不到良好的球化效果。通过正火处理可以网状碳化物。 4）提高普通结构零件的机械性能。一些受力不大、性能要求不高的碳钢和合金钢零件采用正火处理，达到一定的综合力学性能，可以代替调质处理，作为零件的终热处理。 三、退火和正火的选择 退火与正火的主要区别： 1、正火的冷却速度比退火稍快，过冷度较大 2、正火后所得到的组织比较细，强度和硬度比退火高一些。退火与正火的选择 ： 1、含碳量＜0.25％的低碳钢，通常采用正火代替退火。因为较快的冷却速度可以防止低碳钢沿晶界析出游离三次渗碳体，从而提高冲压件的冷变形性能；用正火可以提高钢的硬度，低碳钢的切削加工性能；在没有其它热处理工序时，用正火可以细化晶粒，提高低碳钢强度。 ２、含碳量在0.25～0.5％之间的中碳钢也可用正火代替退火，虽然接近上限碳量的中碳钢正火后硬度偏高，但尚能进行切削加工，而且正火成本低、生产率高。 ３、含碳量在0.5～0.75％之间的钢，因含碳量较高，正火后的硬度显著高于退火的情况，难以进行切削加工，故一般采用完全退火，降低硬度，改善切削加工性。 ４、 含碳量＞ 0.75％的高碳钢或工具钢一般均采用球化退火作为预备热处理，如有网状二次渗碳体存在，则应先进行正火。退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。缓冷是退火的主要特点，退火件一般随炉冷却至550℃以下时出炉空冷。退火是应用非常广泛的热处理，在工模具或机械零件等的制造过程中，经常作为预备热处理安排在铸锻焊之后，切削（粗）加工之前，用以前一道工序所带来的某些缺陷，并为随后的工序做好准备。 退火目的①降低材料硬度，以利于切削加工；②各类应力，防止零件变形；③细化粗大晶粒，改善内部组织为终热处理做好准备。