Žíhání pod kritickou teplotou (AC1): Technické tepelné zpracování ocelových trubek
Žíhání je základní tepelný proces, který zvyšuje tažnost a snižuje tvrdost, čímž je kov lépe zpracovatelný. Při výroběbezešvé a svařované ocelové trubkyžíhání je rozhodující pro eliminaci vnitřních zbytkových pnutí zachycených během tažení za studena nebo svařování. V závislosti na cílové mikrostruktuře technici specifikují různé cykly - od úplného rozpouštěcího žíhání pro nerezovou ocel až po pod-kritické žíhání pro uhlíkové třídy.
1. Roztokové žíhání pro nerezovou ocel (ASTM A312)
U austenitických nerezových ocelí (304L/316L) je rozpouštěcí žíhání povinné: zahřátí na asi 1050 stupňů (1922 stupňů F) s následným rychlým kalením ve vodě nebo na vzduchu. Tím se karbidy chrómu rozpouštějí zpět do austenitové matrice a obnovuje se odolnost proti korozi ztracená při zpracování za tepla. Rychlé ochlazování je zásadní - pomalé ochlazování by znovu-vysráželo karbidy na hranicích zrn a zvyšovalo citlivost oceli na intergranulární napadení.
2. Žíhání pod kritickou teplotou (AC1)
Také známý jakoprocesní žíháníneboodbourávání stresuk tomu dochází pod teplotou, kdy se začíná tvořit austenit. Aplikuje se na trubky z uhlíkové oceli (ASTM A106, třídy API 5L) po tažení za studena, ohýbání za studena nebo svařování, kdy je potřeba zmírnit zbytkové napětí a snížit tvrdost, aniž by se změnila feritová-perlitová struktura. Typické cykly probíhají při 540-700 stupních pro uhlíkovou ocel, udržují se po definovanou dobu na tloušťku stěny a poté se ochlazují v klidném vzduchu. Protože nedochází k žádné fázové transformaci, rozměrová stabilita je vynikající a mechanické vlastnosti se mění jen nepatrně – tvrdost mírně klesá, zatímco tažnost se obnovuje.
3. Srovnávací tabulka tepelného zpracování
| Proces | Teplotní rozsah | Primární inženýrský výsledek |
|---|---|---|
| Úplné žíhání | Nad Ac3 (rafinace) | Maximální měkkost a jemnost zrna |
| Roztokové žíhání | ~1050 stupňů (zhašeno) | Obnovení odolnosti proti korozi (nerez) |
| Sferoidizace | Blízko Ac1 (dlouhé držení) | Vylepšená obrobitelnost pro vysokou-uhlíkovou ocel |
| Uvolnění stresu | Pod Ac1 (540-700 stupňů) | Odlehčení zbytkového pnutí, stabilní rozměry |
4. Účinky na mechanické vlastnosti
Pod{0}}kritické žíhání obvykle snižuje kluz a pevnost v tahu výměnou za výrazně vyšší prodloužení (tažnost). U trubek API 5L X52 nebo ASTM A106 třídy B obnovuje cyklus -uvolňující napětí po tažení za studena minimální prodloužení požadované normou a zároveň odstraňuje zablokování- napětí, která by mohla způsobit deformaci během obrábění nebo předčasné selhání v cyklickém provozu.
Často kladené otázky
Snižuje žíhání pevnost?
Ano, obvykle snižuje kluz a pevnost v tahu výměnou za výrazně vyšší prodloužení (tažnost).
Proč je rychlé kalení pro nerezovou ocel životně důležité?
Aby se zabránilo opětovnému vysrážení karbidů během chlazení, které by ohrozilo odolnost proti korozi.
Lze trubku žíhat v terénu?
Lokální uvolnění napětí je možné pomocí indukčních topných přikrývek, ale úplné rozpouštěcí žíhání vyžaduje řízený cyklus pece.
Co je to okuje během žíhání?
Oxidová vrstva vytvořená během zahřívání v atmosféře bohaté na kyslík-; musí být odstraněn mořením nebo otryskáním.
Jaký je rozdíl mezi žíháním a normalizací?
Žíhání používá pomalé chlazení pece pro maximální měkkost; normalizace využívá chlazení vzduchem pro vyšší pevnost a jemnější zrno.
Kdy je pro trubky z uhlíkové oceli stanoveno pod{0}}kritické žíhání?
Po tažení za studena, ohýbání za studena nebo svařování, kdy je vyžadováno uvolnění zbytkového napětí a snížení tvrdosti, aniž by se změnila feritová-perlitová struktura.
