Kéo nguội (còn được gọi là kéo nguội hoặc duỗi nguội) là một quá trình tạo hình sau{0}}cuộn được sử dụng để cải thiện độ chính xác về kích thước, độ thẳng và tính chất cơ học của thanh, thanh hoặc ống thép. Khi áp dụng vào Q355Dthép, nó có tác động đáng kể và nhiều mặt đến chất lượng bề mặt, với cả lợi ích tiềm ẩn và rủi ro nghiêm trọng cần phải được quản lý.
1. Tác động tích cực tiềm ẩn đến chất lượng bề mặt
Nếu được thực hiện trong điều kiện lý tưởng, có kiểm soát, bản vẽ nguội có thể:
Cải thiện độ hoàn thiện bề mặt: Quá trình này bao gồm việc kéo thép qua khuôn cứng. Điều này có thể làm phẳng các khuyết điểm nhỏ trên bề mặt như vảy cán nhỏ, vết trầy xước hoặc rãnh do cán nóng, mang lại vẻ ngoài đồng đều hơn, hơi bóng hơn.
Nâng cao tính nhất quán về kích thước: Nó cung cấp dung sai chặt chẽ hơn về đường kính và độ tròn, tạo ra hình học bề mặt đồng nhất và chính xác hơn.
2. Tác động tiêu cực và rủi ro lớn đối với chất lượng bề mặt
Trong thực tế, rủi ro thường lớn hơn lợi ích đối với các tấm/mặt kết cấu như Q355D. Quá trình này tạo ra các khuyết tật bề mặt và dưới bề mặt nghiêm trọng nếu không được kiểm soát hoàn hảo:
1. Chấm điểm và đánh bóng bề mặt:
Nguyên nhân: Ma sát và bám dính giữa thép và khuôn.
Tác động: Tạo các vết xước hoặc vết lõm dọc trên bề mặt. Chúng hoạt động như những chất tập trung ứng suất mạnh và các vị trí bắt đầu vết nứt do mỏi, gây bất lợi nghiêm trọng cho vật liệu có độ bền cấp "D" nhằm ngăn ngừa hiện tượng gãy giòn.
2. Hình thành “Đường khuôn” hoặc “Đường vẽ”:
Nguyên nhân: Bề mặt khuôn bị mòn, không hoàn hảo hoặc bị nhiễm bẩn.
Tác động: Để lại các đường hoa văn lặp đi lặp lại trên thép. Đây là những vết khía hình học có thể làm giảm đáng kể độ bền mỏi.
3. Ứng suất kéo dư gây ra:
Nguyên nhân: Biến dạng dẻo không đồng đều trong quá trình vẽ.
Tác động: Tạo ra một lớp ứng suất kéo dư trên bề mặt. Điều này rất có hại vì nó làm giảm khả năng chống mỏi và có thể thúc đẩy hiện tượng nứt ăn mòn do ứng suất (SCC) trong một số môi trường nhất định. Nó trực tiếp chống lại lợi ích của các quá trình như phun bi, tạo ra ứng suất nén có lợi.
4. Nứt-vi mô và quá căng-:
Nguyên nhân: Diện tích mặt cắt ngang giảm quá mức (tỷ lệ kéo cao) hoặc độ dẻo của vật liệu không đủ.
Tác động: Có thể gây ra các vết nứt cực nhỏ trên bề mặt hoặc dưới bề mặt, đặc biệt nếu thép ở gần giới hạn hình thành của nó. Đối với Q355D, được đánh giá cao nhờ độ bền-ở nhiệt độ thấp tốt, những vết nứt-vi mô này trở thành nguồn gốc hư hỏng nghiêm trọng dưới tải trọng động hoặc va đập.
5. Loại bỏ lớp vảy/lớp phủ bảo vệ:
Tác động: Quá trình loại bỏ lớp vảy của nhà máy, để lộ ra thép phản ứng mới, rất dễ bị rỉ sét ngay lập tức (rỉ sét) nếu không được bảo vệ kịp thời.
3. Những cân nhắc đặc biệt đối với thép Q355D
Duy trì độ bền cấp "D": Giá trị chính của Q355D là độ bền va đập được đảm bảo ở -20 độ . Vẽ nguội cực kỳ lạnh-hoạt động trên lớp bề mặt, tăng độ cứng và mật độ trật khớp của nó. Điều này có thể làm tăng nhiệt độ chuyển tiếp dẻo-lên{7}}dẻo (DBTT) cục bộ trong lớp bề mặt, có khả năng ảnh hưởng đến hiệu suất ở nhiệt độ rất thấp mà nó được chỉ định.
Độ nhạy HAZ của mối hàn: Lớp bề mặt được vẽ nguội có cấu trúc vi mô và trạng thái biến dạng khác nhau. Trong quá trình hàn tiếp theo, sự tương tác giữa Vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) với lớp gia công nguội-này có thể dẫn đến hiện tượng mềm, cứng hoặc nứt không thể đoán trước.
4. Biện pháp giảm thiểu và các phương pháp hay nhất (Nếu không thể tránh khỏi việc vẽ nguội)
Nếu phải sử dụng bản vẽ nguội trên các bộ phận Q355D thì những điều sau đây là bắt buộc:
Thiết kế và bảo trì khuôn tối ưu: Sử dụng khuôn cacbua cứng, được đánh bóng với bề mặt chịu lực thích hợp và bôi trơn để giảm thiểu ma sát. Khuôn phải được kiểm tra và thay thế thường xuyên.
Giảm có kiểm soát: Sử dụng mức giảm nhỏ, có kiểm soát trên mỗi lượt truyền (tỷ lệ rút thấp) để tránh-căng thẳng quá mức.
Hậu kỳ-Xử lý nhiệt bản vẽ (Bước quan trọng):
Giảm ứng suất: Gia nhiệt đến ~550-600 độ (dưới nhiệt độ tới hạn thấp hơn Ac1 để tránh làm thay đổi vi cấu trúc nền) là cần thiết để giảm ứng suất kéo dư có hại và khôi phục một số độ dẻo cho lớp bề mặt gia công nguội.
Đăng bài nghiêm ngặt-Kiểm tra quy trình:
Kiểm tra trực quan 100% (VT) đối với đường điểm và đường chết.
Thử nghiệm không{0}}phá hủy (NDT): Thử nghiệm hạt từ tính (MT) hoặc Thử nghiệm thẩm thấu thuốc nhuộm (PT) của toàn bộ bề mặt được vẽ nguội-để phát hiện các vết nứt-vi mô.
Bảo vệ chống ăn mòn ngay lập tức: Sơn lớp sơn lót hoặc chất bảo vệ tạm thời ngay sau khi làm sạch.
Kết luận: Một quy trình nói chung không mong muốn đối với Q355D
Đối với các ứng dụng kết cấu của Q355D (xây dựng khung, cầu, tháp), bản vẽ nguội thường không được khuyến khích và thường bị cấm bởi các thông số kỹ thuật. Những rủi ro mà nó gây ra đối với chất lượng bề mặt-ứng suất kéo dư, các vết khía-vi mô và khả năng suy giảm độ bền-ở nhiệt độ thấp-trực tiếp làm suy yếu hiệu suất được thiết kế của thép, đặc biệt là đối với các ứng dụng quan trọng về mỏi và gãy-.
Các giải pháp thay thế cần được ưu tiên:
Để làm thẳng: Sử dụng phương pháp làm thẳng bằng con lăn chính xác hoặc làm thẳng bằng nhiệt hạn chế với kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt.
Để cải thiện độ hoàn thiện bề mặt: Chỉ định chất lượng bề mặt cán nóng-tốt hơn hoặc sử dụng quá trình mài có kiểm soát cho các khu vực quan trọng.
Tóm lại, mặc dù bản vẽ nguội có thể cải thiện độ chính xác về kích thước nhưng tác động thực sự của nó đến chất lượng bề mặt của Q355D thường là tiêu cực và rủi ro. Nó biến đổi một vật liệu đồng nhất, cứng thành một vật liệu có lớp bề mặt có khả năng ứng suất-cao, vô hiệu hóa các ưu điểm chính của việc chỉ định Q355D ngay từ đầu. Bất kỳ việc sử dụng quy trình nào đều yêu cầu phải có sự chứng minh kỹ thuật kỹ lưỡng, kiểm soát quy trình chặt chẽ cũng như-bắt buộc phải kiểm tra và xử lý sau.