40Cr合金管退火温度对性能的影响

该实验是在连续退火炉中进行的,实验结果如图1所示。可以看出:当退火温度较低时,试样的强度较高,但塑性较差。随着退火温度的升高,抗拉强度逐渐下降,延伸率不断提高,这主要是焊管中应力和硬化在退火过程中逐渐被消除的结果。但是退火温度超过800℃以后,不仅强度继续下降,而且延伸率也开始降低。
我们知道,40Cr合金管在成型和焊接的过程中,会导致加工硬化和焊接应力。如果退火温度较低,应力和硬化得不到充分消除,所以退火后的焊管强度较高但塑性较差。随着退火温度的升高,应力和硬化逐渐消除,从而使焊管强度降低,塑性提高。但是为什么当退火温度超过800℃时塑性开始下降呢?从铁碳相图中我们知道,在这个温度范围内,该材料处于铁素体和奥氏体两相区,原始组织部分转变成奥氏体,但还有部分铁素体并未发生转变。通过计算可以知道,在焊管成型时,材料发生了10%左右的冷变形;由于冷变形程度不大,材料在退火时很少有再结晶发生[1]。这些未转变的铁素体在退火过程中要长大,而且温度越高晶粒越粗,退火冷却后这些粗大的铁素体晶粒依然保留下来。另一方面,加热到高温形成的奥氏体,冷却后形成细小铁素体晶粒,从而又造成晶粒尺寸的不均匀(如图2所示),从而使强度和塑性均下降。