Tubo sem costura de parede espessa de aço inoxidável: processo de tratamento térmico e otimização de desempenho após deformação a frio

Na indústria moderna, tubo sem costura de parede espessa de aço inoxidável tornou-se um material indispensável e importante em muitos campos devido à sua alta resistência, resistência à corrosão e boas propriedades mecânicas. No entanto, na produção e processamento de tubos de aço, embora o processo de deformação a frio possa efetivamente alterar a forma e o tamanho do material, inevitavelmente acumulará uma grande quantidade de tensão residual em seu interior, resultando em aumento da resistência à deformação, que por sua vez afeta o processamento subsequente e o desempenho geral do tubo de aço. Felizmente, o processo de tratamento térmico, como meio eficaz, pode resolver este problema. Ao aquecer e preservar o calor, a tensão residual dentro do material pode ser liberada, ao mesmo tempo que promove o amolecimento do material, reduz a resistência à deformação e melhora o desempenho geral do tubo de aço.

A deformação a frio consiste em realizar o processamento de deformação plástica no material sem aquecimento ou em baixa temperatura de aquecimento. Este processo é amplamente utilizado na produção de tubos sem costura de paredes espessas de aço inoxidável porque pode alterar efetivamente a forma e o tamanho do tubo de aço, mantendo a alta resistência e dureza do material. Porém, durante o processo de deformação a frio, devido à extrusão e alongamento dos grãos e limites de grãos dentro do material por forças externas, ocorrerá uma grande deformação plástica, resultando em alterações na microestrutura dos grãos, como distorção, esmagamento e deslocamento, acumulando assim uma grande quantidade de tensão residual dentro do material.

A tensão residual refere-se ao estado de tensão que ainda existe quando o material não está sujeito a forças externas. Essas tensões podem ser causadas por deformação irregular, interação entre grãos, deslizamento dos limites dos grãos e acúmulo de discordâncias durante a deformação a frio. Em tubos sem costura de paredes espessas de aço inoxidável, a presença de tensões residuais levará a um aumento na resistência à deformação do material, ou seja, a capacidade do material de resistir à deformação é aumentada quando submetido a forças externas. Isto não só aumentará a dificuldade de processamento e conformação subsequentes, mas também poderá afetar as propriedades mecânicas e a vida útil do tubo de aço.

A fim de eliminar a tensão residual dentro do tubo sem costura de parede espessa de aço inoxidável após a deformação a frio, suavizar o material e reduzir a resistência à deformação, surgiu o processo de tratamento térmico. O processo de tratamento térmico inclui principalmente três etapas: aquecimento, isolamento e resfriamento. Ao controlar com precisão os parâmetros destas três etapas, a microestrutura e as propriedades do material podem ser efetivamente alteradas.

No processo de tratamento térmico, o aquecimento é o primeiro passo. Através do aquecimento, os átomos e moléculas dentro do tubo sem costura de parede espessa de aço inoxidável ganham energia, começam a vibrar e se difundir, e os grãos e os limites dos grãos também começam a amolecer. À medida que a temperatura aumenta, a tensão residual dentro do material começa a ser gradualmente liberada. Isso ocorre porque em altas temperaturas a mobilidade dos átomos e moléculas é aumentada e eles podem ser reorganizados e equilibrados, eliminando assim o estresse interno causado pela deformação a frio.

O isolamento é uma etapa fundamental no processo de tratamento térmico. Após aquecimento a uma determinada temperatura, ele é mantido por um período de tempo para que os átomos e moléculas dentro do material tenham tempo suficiente para se difundirem e se reorganizarem, liberando assim a tensão residual de forma mais completa. A duração do tempo de isolamento depende de fatores como tipo, espessura e temperatura de aquecimento do material. Um tempo de isolamento muito curto pode não ser capaz de liberar completamente a tensão residual, enquanto um tempo de isolamento muito longo pode fazer com que o material amoleça excessivamente, afetando o processamento e o desempenho subsequentes.

O resfriamento também é uma etapa importante no processo de tratamento térmico. Diferentes taxas e métodos de resfriamento terão um impacto significativo na microestrutura e nas propriedades do material. De modo geral, para tubos sem costura de paredes espessas de aço inoxidável, a taxa de resfriamento não deve ser muito rápida para evitar tensões internas excessivas e falta de homogeneidade estrutural. A taxa de resfriamento apropriada pode promover o amolecimento dos materiais, reduzir a resistência à deformação e manter alta resistência e tenacidade.

Através do aquecimento, isolamento e resfriamento durante o tratamento térmico, a tensão residual dentro do tubo sem costura de parede espessa de aço inoxidável é liberada, o material é amolecido e a resistência à deformação é reduzida. Essa mudança não só conduz ao processamento e conformação subsequentes, como corte, dobra, soldagem, etc., mas também pode melhorar o desempenho geral do tubo de aço, como resistência, tenacidade, resistência à corrosão, etc.

Após o tratamento térmico, a microestrutura interna do tubo sem costura de parede espessa de aço inoxidável é otimizada, a tensão residual é liberada, o material é amolecido, a resistência à deformação é reduzida e o desempenho geral é significativamente melhorado. Essas mudanças fazem com que os tubos sem costura de paredes espessas de aço inoxidável tenham uma perspectiva de aplicação mais ampla em muitos campos.

No campo da petroquímica, os tubos sem costura de paredes espessas de aço inoxidável precisam suportar alta pressão, alta temperatura e meios corrosivos. Após o tratamento térmico, o tubo de aço tem maior resistência e tenacidade, pode resistir melhor aos danos causados ​​por esses ambientes agressivos ao material e garantir a segurança e estabilidade da transmissão de fluidos.

No campo do processamento de alimentos, os tubos sem costura de paredes espessas de aço inoxidável precisam atender aos requisitos de não serem tóxicos, não enferrujarem e serem fáceis de limpar. O tubo de aço tratado termicamente não só possui excelente resistência à corrosão, mas também possui bom desempenho de modelagem e processamento, que pode atender aos complexos requisitos de formato e tamanho dos equipamentos de processamento de alimentos.

No campo dos dispositivos médicos, os tubos sem costura de paredes espessas de aço inoxidável precisam ter excelentes propriedades mecânicas e propriedades antibacterianas. O tubo de aço tratado termicamente não só possui alta resistência e tenacidade, mas também pode melhorar ainda mais suas propriedades antibacterianas e biocompatibilidade por meio de tratamento de superfície e tecnologia de modificação para atender aos requisitos especiais de dispositivos médicos.

No campo da decoração arquitetônica, os tubos sem costura de aço inoxidável com paredes espessas são preferidos por suas características bonitas e duráveis. O tubo de aço tratado termicamente não só tem melhor moldagem e desempenho de processamento, mas também pode melhorar seu efeito decorativo e valor ornamental através de processos de tratamento de superfície, como polimento e coloração.

O tubo sem costura de parede espessa de aço inoxidável deformado a frio pode efetivamente liberar a tensão residual interna, suavizar o material, reduzir a resistência à deformação e melhorar o desempenho geral por meio do processo de tratamento térmico. Essa mudança não apenas conduz ao processamento e conformação subsequentes, mas também fornece uma garantia sólida para a ampla aplicação de tubos sem costura de paredes espessas de aço inoxidável em vários campos.