วิธีทำให้ท่อเหล็กเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่เย็นลงหลังกระบวนการชุบแข็ง

ท่อเหล็กใช้ในการขนส่งของเหลวและผง แลกเปลี่ยนความร้อน และทำชิ้นส่วนเครื่องจักรกลและภาชนะ ยิ่งไปกว่านั้น ยังเป็นเหล็กชนิดหนึ่งที่ประหยัดอีกด้วยการใช้ท่อเหล็กเพื่อสร้างกริดของโครงสร้างอาคาร เสา และอุปกรณ์รองรับทางกลสามารถลดน้ำหนักและประหยัดโลหะได้ 20-40% และสามารถก่อสร้างได้เหมือนโรงงานและใช้เครื่องจักรการใช้ท่อเหล็กเพื่อสร้างสะพานทางหลวงไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดเหล็กและทำให้การก่อสร้างง่ายขึ้น แต่ยังช่วยลดพื้นที่ที่เคลือบด้วยชั้นป้องกันได้อย่างมาก ช่วยประหยัดการลงทุนและค่าบำรุงรักษาท่อเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่มีส่วนกลวงซึ่งมีความยาวมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางหรือเส้นรอบวงของเหล็กมากตามรูปร่างหน้าตัด มันสามารถแบ่งออกเป็นท่อเหล็กกลม สี่เหลี่ยม สี่เหลี่ยม และรูปทรงพิเศษตามวัสดุ มันสามารถแบ่งออกเป็นท่อเหล็กโครงสร้างคาร์บอน ท่อเหล็กโครงสร้างโลหะผสมต่ำ ท่อเหล็กโลหะผสม และท่อเหล็กคอมโพสิตท่อเหล็กสำหรับอุปกรณ์ระบายความร้อน อุตสาหกรรมปิโตรเคมี การผลิตเครื่องจักร การขุดเจาะทางธรณีวิทยา อุปกรณ์แรงดันสูง ฯลฯตามกระบวนการผลิตจะแบ่งออกเป็นท่อเหล็กไร้ตะเข็บและท่อเหล็กเชื่อม โดยท่อเหล็กไร้ตะเข็บ แบ่งออกเป็น รีดร้อน และรีดเย็น (ดึง) 2 ชนิด ท่อเหล็กเชื่อม แบ่งออกเป็น ท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บตรง และท่อเหล็กเชื่อมตะเข็บเกลียว

1. กระบวนการบำบัดความร้อนคืออะไรท่อเหล็กเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่?
(1) ในระหว่างกระบวนการบำบัดความร้อน สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงทางเรขาคณิตของท่อเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่คือความเครียดจากการบำบัดความร้อนความเครียดจากการบำบัดความร้อนเป็นปัญหาที่ค่อนข้างซับซ้อนไม่เพียงแต่เป็นสาเหตุของข้อบกพร่อง เช่น การเสียรูปและรอยแตกเท่านั้น แต่ยังเป็นวิธีสำคัญในการปรับปรุงความแข็งแรงล้าและอายุการใช้งานของชิ้นงานอีกด้วย
(2) ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องเข้าใจกลไกและการเปลี่ยนแปลงกฎของความเครียดจากการบำบัดความร้อน และต้องเชี่ยวชาญวิธีการควบคุมความเครียดภายในความเครียดจากการบำบัดความร้อนหมายถึงความเครียดที่เกิดขึ้นภายในชิ้นงานเนื่องจากปัจจัยการรักษาความร้อน (กระบวนการทางความร้อนและกระบวนการเปลี่ยนรูปเนื้อเยื่อ)
(3) เป็นความสมดุลในตัวเองทั้งหมดหรือบางส่วนของปริมาตรของชิ้นงาน จึงเรียกว่าความเค้นภายในความเครียดจากการบำบัดความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นความเครียดแรงดึงและความเค้นอัดตามลักษณะของการกระทำมันสามารถแบ่งออกเป็นความเครียดทันทีและความเครียดตกค้างตามเวลาการกระทำของมัน และสามารถแบ่งออกเป็นความเครียดจากความร้อนและความเครียดของเนื้อเยื่อตามสาเหตุของการก่อตัวของมัน
(4) ความเค้นจากความร้อนเกิดขึ้นเนื่องจากการไม่ซิงโครไนซ์ของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในส่วนต่างๆ ของชิ้นงานในระหว่างกระบวนการทำความร้อนหรือความเย็นตัวอย่างเช่น สำหรับชิ้นงานที่เป็นของแข็ง พื้นผิวจะร้อนเร็วกว่าแกนเสมอเมื่อถูกความร้อน และแกนจะเย็นลงช้ากว่าพื้นผิวเมื่อเย็นลงเนื่องจากความร้อนถูกดูดซับและกระจายผ่านพื้นผิว
(5) สำหรับท่อเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ซึ่งองค์ประกอบและสถานะองค์กรไม่เปลี่ยนแปลง เมื่ออุณหภูมิต่างกัน ตราบใดที่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นไม่เท่ากับศูนย์ ปริมาตรเฉพาะจะเปลี่ยนไปดังนั้นในระหว่างกระบวนการให้ความร้อนหรือความเย็นจะเกิดความตึงเครียดและความเครียดภายในกันแน่นอนว่ายิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นในชิ้นงานมากเท่าไร ความเค้นจากความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

2. จะทำให้ท่อเหล็กเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่เย็นลงหลังกระบวนการชุบแข็งได้อย่างไร?
(1) ในระหว่างกระบวนการชุบแข็ง ชิ้นงานจะต้องได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้นและเย็นลงในอัตราที่เร็วขึ้นดังนั้นในระหว่างการชุบแข็ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างกระบวนการชุบแข็งและการทำความเย็น จะทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนขนาดใหญ่เมื่อลูกเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 26 มม. ถูกทำให้เย็นลงในน้ำหลังจากถูกให้ความร้อนที่ 700°C อุณหภูมิของพื้นผิวและแกนจะเปลี่ยนไป
(2) ในระยะเริ่มแรกของการทำความเย็น อัตราการทำความเย็นของพื้นผิวจะสูงกว่าของแกนอย่างมีนัยสำคัญ และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวและแกนจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อการระบายความร้อนดำเนินต่อไป อัตราการระบายความร้อนของพื้นผิวจะช้าลง ในขณะที่อัตราการระบายความร้อนของแกนจะเพิ่มขึ้นค่อนข้างมากเมื่ออัตราการทำความเย็นของพื้นผิวและแกนเกือบเท่ากัน ความแตกต่างของอุณหภูมิจะสูงถึงค่ามาก
(3) ต่อจากนั้นอัตราการทำความเย็นของแกนจะมากกว่าพื้นผิว และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวและแกนจะค่อยๆลดลงจนกว่าแกนจะเย็นลงอย่างสมบูรณ์ และความแตกต่างของอุณหภูมิก็หายไปเช่นกันกระบวนการสร้างความเครียดจากความร้อนระหว่างการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว
(4) ในระยะแรกของการทำความเย็น ชั้นพื้นผิวจะเย็นลงอย่างรวดเร็ว และความแตกต่างของอุณหภูมิจะเริ่มเกิดขึ้นระหว่างชั้นผิวกับแกนกลางเนื่องจากลักษณะทางกายภาพของการขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวเย็น ปริมาตรของชั้นพื้นผิวจะต้องหดตัวได้อย่างน่าเชื่อถือ ในขณะที่อุณหภูมิของแกนกลางสูงและปริมาตรจำเพาะมีขนาดใหญ่ ซึ่งจะขัดขวางการหดตัวอย่างอิสระของชั้นผิวด้านใน จึงทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนโดยที่ชั้นผิวถูกยืดออกและหัวใจถูกบีบอัด
(5) ในขณะที่การทำความเย็นดำเนินไป ความแตกต่างของอุณหภูมิที่กล่าวข้างต้นยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และความเครียดจากความร้อนที่เกิดขึ้นก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วยเมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิถึงค่ามาก ความเครียดจากความร้อนก็มีมากเช่นกันถ้าความเครียดจากความร้อนในเวลานี้ต่ำกว่าความแข็งแรงของผลผลิตของเหล็กที่อุณหภูมิที่สอดคล้องกัน ก็จะไม่ทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติก แต่จะทำให้เกิดการเสียรูปแบบยืดหยุ่นเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
(6) เมื่อเย็นลงอีก อัตราการทำความเย็นของพื้นผิวจะช้าลง และอัตราการทำความเย็นของแกนจะเพิ่มขึ้นตามนั้น ความแตกต่างของอุณหภูมิมีแนวโน้มที่จะลดลง และความเครียดจากความร้อนจะค่อยๆ ลดลงเมื่อความเครียดจากความร้อนลดลง การเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นข้างต้นก็ลดลงตามไปด้วย