Các loại và nguyên nhân gây ra vết nứt do tôi luyện trong ống thép liền mạch

1. Các vết nứt do tôi luyện gây ra bởi khuyết tật bề mặt
Khi một đơn vị nào đó cán các ống thép kết cấu hợp kim 26CrMo4s, các vết nứt nhỏ do tôi thường xuất hiện trên thành trong. Hình ảnh vi cấu trúc sau khi đánh bóng cho thấy có nhiều khuyết tật bề mặt như vết rỗ và biến dạng với độ sâu không quá 0,2mm trên thành trong của ống. Những phần bị lỗi này tạo ra sự tập trung ứng suất dưới tác động của ứng suất tôi và trở thành nguyên nhân gây ra các vết nứt do tôi. Các vết nứt do tôi gây ra bởi khuyết tật bề mặt chủ yếu xảy ra ở các ống thép thành mỏng, đường kính nhỏ. Một mặt, độ giãn dài khi cán của các ống thép đường kính nhỏ lớn, và các khuyết tật ban đầu như vết rỗ và vết xước dễ xuất hiện trên bề mặt trong và ngoài của ống. Đồng thời, trong quá trình tôi và làm nguội các ống thép thành mỏng, ứng suất kéo bề mặt được tạo ra tại vị trí khuyết tật. Hiệu ứng tập trung ứng suất càng đáng kể, do đó các vết nứt do tôi gây ra bởi khuyết tật dễ xảy ra.

2. Các vết nứt do tôi luyện kiểu nứt ứng suất
Nứt do ứng suất là một loại nứt tôi luyện phổ biến. Đó là một khuyết tật nứt gây ra bởi ứng suất kéo bề mặt vượt quá độ bền vật liệu trong quá trình tôi luyện. Bề mặt thân ống có vết nứt tôi luyện do ứng suất thường nhẵn và phẳng, không có khuyết tật ban đầu, và cấu trúc vi mô đồng nhất và mịn. Các vết nứt này do ứng suất kéo bề mặt quá mức gây ra; các vết nứt tôi luyện do ứng suất hoàn toàn vuông góc với bề mặt thân ống, sự lan rộng theo hướng độ dày thành ống cũng cho thấy loại vết nứt này hoàn toàn do ứng suất kéo bề mặt quá mức gây ra.

3. Các vết nứt do tôi luyện kiểu cacbon hóa bề mặt
Khi sử dụng thép hợp kim vi lượng Cr-Mo cacbon trung bình với hàm lượng cacbon khoảng 0,30% để sản xuất ống thép liền mạch, các vết nứt do tôi thường xuất hiện cục bộ trên bề mặt ngoài của ống. Kết quả phân tích hiển vi cho thấy cấu trúc xung quanh vết nứt do tôi có hiện tượng cacbon hóa, và độ sâu của lớp cacbon hóa là 0,5-2,0mm. Nguyên nhân hình thành vết nứt do tôi này là do hiện tượng cacbon hóa cục bộ trên bề mặt ngoài của ống, dẫn đến ứng suất quá mức trong phần bị cacbon hóa trong quá trình tôi, từ đó hình thành các vết nứt do tôi. Theo quy trình sản xuất ống thép liền mạch, người ta suy đoán rằng quá trình có thể gây ra sự gia tăng hàm lượng cacbon trên bề mặt ống thép là: xỉ bảo vệ cacbon cao trong quá trình luyện thép bám dính vào bề mặt phôi ống và thấm vào ma trận trong quá trình nung nóng ở nhiệt độ cao của lò vòng, dẫn đến hiện tượng cacbon hóa cục bộ trên bề mặt ống mao dẫn sau khi cán xong. Trước khi ống thép đi vào lò xử lý nhiệt, các tạp chất có hàm lượng cacbon cao như vết dầu mỡ và mùn cưa bám vào bề mặt. Sau khi xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao, hàm lượng cacbon trên bề mặt cao hơn so với phần lõi bên trong.

4. Quá trình tôi luyện tạo vết nứt trong các loại thép dễ nứt
Một số loại ống thép liền mạch cao cấp có hàm lượng nguyên tố hợp kim cao và độ bền thân ống cao, do đó hệ số cường độ trường ứng suất cao. Chúng là loại thép dễ bị nứt. Các khuyết tật vi mô trên bề mặt hoặc bên trong ống rất dễ lan rộng dưới tác động của ứng suất, do đó hình thành các khuyết tật nứt. Hình thái và cấu trúc vết nứt do tôi luyện trên bề mặt ống thép kết cấu hợp kim mác S135. Xác suất xuất hiện khuyết tật nứt do tôi luyện của loại ống thép liền mạch này cao hơn đáng kể so với các loại thép khác. Bởi vì loại thép này chứa nhiều nguyên tố hợp kim Cr và Mo hơn, độ bền ống cao hơn, cấu trúc vi mô của ống có khả năng phối hợp biến dạng dẻo kém và khả năng lưu trữ biến dạng kém. Sự giải phóng chỉ có thể xảy ra thông qua sự hình thành các vết nứt bề mặt mới, do đó đây là loại ống có nguy cơ nứt do tôi luyện cao.