热处理工艺设计 

一、16Mn无缝管热处理概述 

热处理的目的是改变钢的内部组织结构，以改变钢的性能，通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能，延长机器零件的使用寿命。热处理工艺不但可以强化金属材料，充分挖掘材料性能潜力，降低结构重量，节省和能源，而且能够提高机械产品质量，大幅度延长机械零件的使用寿命。 

热处理的三阶段：加热，保温，冷却。 

这三个阶段决定了材料热处理后的组织和性能。加热是热处理的第一道工序。不同的材料，其加热工艺和加热温度都不同。加热分为两种，一种是在临界点A1以下的加热，此时不发生组织变化。另一种是在A1以上的加热，目的是为了获得均匀的奥氏体组织，这一过程称为奥氏体化。 

保温的目的是要保证工件烧透，防止脱碳、氧化等。保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。一般工件越大，导热性越差，保温时间就越长。 

冷却是热处理的最终工序，也是热处理最重要的工序。钢在不同冷却速度下可以转变为不同的组织。 

16Mn无缝管无缝管是目前国内建筑用主要钢材之一，以热轧状态交货。16Mn无缝管属于低合金钢板系列，在此系列中为最普通材质或者牌号的钢板。根据特殊要求，可以对钢板进行一些特殊的处理：热处理和Z向性能。这里我们只讨论热处理。其热处理一般为控扎，正火等等。 二、16Mn无缝管热处理设计 

采用膨胀法并结合金相-硬度法，膨胀曲线在G leeb-1500热模拟机上测定。为使加热温度接近16Mn无缝管无缝管的开轧温度保证微合金元素的充分溶解，根据已有文献，试样的奥氏体化温度定为1000℃（在2min内将试样加热至此温度），保温15min。分别以13种不同的冷却速度（0.1～75℃/s）将试样冷却，获取其膨胀曲线，再由膨胀曲线确定相变温度。以喷水冷却（冷却速度约为400℃/s）测定其Ms点。用DTA方法（以2℃/min由500℃升温到1000℃）确定其临界点Ac1和Ac3，最后在POLYVAR-MET金相显微镜进行组织观察，并测得显微硬度（HV2）。 

测定结果为Ac1=917℃，Ac3=770℃，Ms≈400℃。根据不同冷却速度膨胀曲线上的拐点（切点或极值点），结合金相组织，确定的箱变温度见表二。将表二中的相变点绘制到温度-时间半对数坐标上，用连线法将个物理意义相同的点连接起来同时在该坐标上标出Ac1,Ac3和Ms即可绘制出CCT图（图一），冷却曲线 - 5 -  旁的数字为冷却速度，冷却曲线下端的数字为以此冷却速度冷却后试样的室温维氏硬度值（HV2）16Mn无缝管一般是淬火+低温回火热处理，250℃以下回火时为回火马氏体，450以上回火时为回火索氏体。已经测出的16Mn无缝管无缝管过冷奥氏体等温转变曲线(TTT图)有多个.由于所用试样的化学成分和奥氏体化工艺的差别,不同测试者可获得不加热到770+（20～30）℃,短时间保温或者不保温,油淬,然后250℃回火(+10-10),可以保证硬度在45-49之间,回火最好在淬后有余热时马上进行,这样可以最小程度减小变形.如果对疲劳性能有更高要求,可以在回火后再进行喷丸处理,这样光洁度也会好一点，出炉马上就得进油，不用水。 16Mn无缝管是结构钢低温回火，770淬火150～250回火淬火+低温回火,所得组织为回火马氏体。其目的是获得高的屈服强度，弹性极限和较高的韧性。淬火后低温回火。可获得比较优良的综合性能。 （1）16Mn无缝管无缝管的预热处理  根据不同板厚及不同环境温度下16Mn无缝管无缝管的预热温度 以下 不低于－10℃不预热,－10℃以下预热100～150℃；  16～24 不低于－5℃不预热,－5℃以下预热100～150℃；  25～40 不低于0℃不预热,0℃以下预热100～150℃；  40以上 均预热100～150℃。  给定试样16Mn无缝管无缝管预先热处理工艺示意图16Mn无缝管

钢的退火  将组织偏离平衡状态的钢件加热到适当的温度，保温一定时间，随后缓慢冷却，从而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。  16Mn无缝管属于低合金结构钢，为低碳钢，若采用通常的完全退火，则其硬度太低，切削性能不好。为改善切削性能，可采用高温退火，即在比通常完全退火更高的温度下加热，获得

4 ~6级的粗晶粒，以提高切削性能。  16Mn无缝管无缝管属于亚共析钢，合金元素含量较低，具有良好的韧性，强度和抗冷热疲劳性能与一定的耐磨性。温度选择为Ac3+（20~30）℃。一般先把钢管加热到 870-880 度 再炉冷至 500 度 然后炉外空冷。    图4  16Mn无缝管退火后的显微组织  （3）16Mn无缝管无缝管的正火  正火是将钢加热到Ac3或Accm以上30~50℃——保温——出炉空冷。低碳钢正火的目的之一是提高切削性能。但是对16Mn无缝管这样碳的质量分数低于0.20

的钢，即使按通常正火温度正火后，自由铁素体量仍过多，硬度过低，切削性能仍较差。为了提高硬度，应提高加热温度（可比Ac3高

100℃，以增大过冷奥氏体的稳定性，而且应该增大冷却速度，以获得较细的珠光体和分散度较大的铁素体。16Mn无缝管无缝管一般正火热处理,加热到560℃，保温2小时，再加热到850℃，保温3小时，炉冷。