Tratamiento térmico correcto para tubos de cobre-níquel ASTM B111 C70600
C70600 (90-10 cobre-níquel, UNS C70600)es una aleación resistente al agua de mar-ampliamente utilizada para intercambiadores de calor y tubos de condensadores. El tratamiento térmico de esta aleación tiene tres propósitos: - ablandamiento después del trabajo en frío (recocido), -reducción de la tensión residual (alivio de tensión) y evitar daños por sobrecalentamiento. Esta guía explica la práctica correcta y los errores comunes.
¿C70600 necesita tratamiento térmico posterior-a la soldadura? No.
C70600 no requiere tratamiento térmico posterior-a la soldadura. A diferencia del acero al carbono o algunas aleaciones inoxidables, conserva su resistencia a la corrosión y sus propiedades mecánicas en el estado -soldado; En realidad, el PWHT puede provocar el crecimiento del grano y reducir la resistencia. Una excepción: si el tubo se trabajó mucho en frío (más de aproximadamente un 30 % de reducción) y luego se soldó, puede ser beneficioso un recocido para aliviar la tensión a 300-400 grados durante 30 minutos.
| Condición | ¿Se necesita tratamiento térmico? |
|---|---|
| Como-trabajo en frío ligero y soldado | No |
| As-welded, heavy cold work (>30%) | Alivio del estrés opcional |
| Tubo recocido (O60) antes de soldar. | No |
| Tubo-estirado duro antes de soldarlo | No -, pero no se recomienda soldar-estirado duro |
| Formación de curvas en U- | Se recomienda aliviar la tensión después de doblarse. |
Recocido completo: 650–750 grados
El recocido completo restaura la suavidad y ductilidad después del estirado en frío, recristaliza la estructura del grano y elimina la tensión interna. Ciclo recomendado:
| Paso | Temperatura | Tiempo | Enfriamiento |
|---|---|---|---|
| Calentar a temperatura | 650–750 grados | 30–60 min por 25 mm de espesor | - |
| Remojar | Mantener a temperatura | 30 a 60 minutos | - |
| Fresco | Por debajo de 300 grados | Según sea necesario | Enfriamiento con aire o agua |
Qué hace el recocido:elimina la tensión interna del estirado en frío, restaura la ductilidad para la flexión y la expansión, recristaliza la estructura del grano y no cambia la resistencia a la corrosión (que proviene del 9-11% de Ni y del 1,0-1,8% de Fe en la composición).Lo que no hace:no elimina el óxido de la superficie (el decapado es un paso independiente), no cambia la composición química y no puede mejorar el material-de mala calidad.
Recocido de alivio de tensión-: 300 a 400 grados
El alivio de tensión se utiliza después del doblado en frío (dobladuras en U) o después de un trabajo ligero en frío. Reduce la tensión residual sin ablandar completamente el tubo. Práctica típica: 300 a 400 grados durante 30 a 60 minutos y luego enfriar al aire. Use alivio de tensión para tubos intercambiadores de calor-u-doblados-, tubos sujetos a vibración en servicio (enfriadores de compresores) y después de la soldadura de reparación; Por lo general, no es necesario para tubos rectos, curvas ligeras (radio > 5 × DE) o tubos de pared delgada-por debajo de aproximadamente 1,0 mm de pared (riesgo de distorsión).
¿Qué sucede si se sobrecalienta el C70600?
| Temperatura | Efecto |
|---|---|
| 750 grados | Recocido normal - aceptable |
| 800 grados | Comienza el crecimiento del grano |
| 850 grados | Crecimiento excesivo del grano - fuerza reducida |
| 900 grados | Oxidación de la superficie, posible agrietamiento. |
| Por encima de ~950 grados | Comienza la fusión (solidus alrededor de 1080-1100 grados) |
Signos de sobrecalentamiento: el tubo se vuelve quebradizo (no pasa la prueba de flexión), las incrustaciones de la superficie son gruesas y negras, la estructura del grano es visible a simple vista después del grabado o la resistencia a la tracción cae por debajo de aproximadamente 310 MPa. Para evitar el sobrecalentamiento, utilice un horno de atmósfera controlada-con termopares, no utilice una llama abierta para el recocido y controle la temperatura durante el ciclo.
Efecto sobre las propiedades mecánicas
| Condición | Tracción (MPa) | Rendimiento (MPa) | Alargamiento (%) | Dureza (HRB) |
|---|---|---|---|---|
| Dibujado duro (H80) | 400–550 | 350–450 | 8–15 | 80–95 |
| Estrés aliviado | 350–450 | 250–350 | 15–25 | 65–80 |
| Recocido (O60) - estándar | 310–380 | 105–150 | 30–45 | 40–65 |
| Over-annealed (>800 grados) | Por debajo de 310 | Por debajo de 100 | 45–60 | Por debajo de 40 |
Especificación del tratamiento térmico en la orden de compra
Indique siempre claramente la condición del temperamento. Texto de ejemplo: "Tubo según ASTM B111, aleación C70600, sin costura, recocido (temperatura O60). Recocido completo a 650–750 grados en un horno de atmósfera controlada-. Certificado de fábrica para confirmar el temperamento y las propiedades mecánicas según ASTM B111". Códigos de temperamento comunes: O60 (recocido blando - estándar), O61 (alivio de tensión - después del conformado en frío), O30 (ligeramente estirado en frío - mayor resistencia), H80 (estirado duro - no para intercambiadores de calor). Para los tubos del intercambiador de calor, use recocido (O60) para enrollarlos en láminas de tubos y alivia la tensión para los haces con curvatura en U; No utilice tubos estirados-fuertemente estirados donde se requiera expansión.
El tratamiento térmico correcto del tubo C70600 significa: no PWHT después de la soldadura normal; recocido completo a 650-750 grados para restaurar la ductilidad después del trabajo en frío; alivio de tensión a 300-400 grados después de una flexión intensa o trabajo en frío; evitar estrictamente temperaturas superiores a 800 grados; y especificación del templado recocido O60 para servicio de intercambiador de calor-. La resistencia a la corrosión proviene de la composición, no del tratamiento térmico, por lo que los tubos recocidos, sin tensión-y trefilados tienen un rendimiento similar al del agua de mar.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre recocido y alivio de tensión para C70600?
El recocido se realiza entre 650 y 750 grados y ablanda completamente el tubo con una estructura de grano recristalizada. El alivio de la tensión se realiza entre 300 y 400 grados y reduce la tensión residual sin cambiar significativamente la estructura del grano o la dureza.
¿Puedo recocer el tubo C70600 en un taller de campo con un soplete?
No. El calentamiento del soplete es desigual y provocará un sobrecalentamiento localizado. El recocido requiere un horno de atmósfera controlada. Para el trabajo de campo, utilice alivio de tensión a temperaturas más bajas si es absolutamente necesario, o compre tubos pre-recocidos.
¿El tratamiento térmico afecta la resistencia a la corrosión del C70600?
No. La resistencia a la corrosión del C70600 proviene de su composición química (9–11 % de níquel, 1,0–1,8 % de hierro), no del tratamiento térmico. Los tubos recocidos, aliviados de tensiones y estirados en frío tienen una resistencia a la corrosión del agua de mar similar.
¿Por qué algunos proveedores envían el C70600 en estado estirado en lugar de recocido?
Los tubos estirados duros son más baratos de producir porque se omite el recocido. Algunos proveedores hacen esto para reducir costos. Sin embargo, los tubos estirados duros se agrietan durante la expansión y deben rechazarse. Siempre se requiere temple recocido O60.
¿Cómo comprobar si un tubo está recocido correctamente sin laboratorio?
Realice una prueba de flexión. Cortar una muestra de 150 mm. Dóblelo 90 grados alrededor de un mandril con un diámetro de tubo de 2x OD. El tubo recocido se dobla sin agrietarse. El tubo estirado duro se agrieta o muestra desgarros superficiales.
¿Cuál es el método de enfriamiento después del recocido C70600: agua o aire?
Ambos son aceptables. El enfriamiento con agua proporciona una resistencia ligeramente mayor. El enfriamiento por aire es más lento y proporciona la máxima ductilidad. Para la mayoría de las aplicaciones, cualquiera de los métodos está bien. La norma no especifica el método de enfriamiento.
¿Puedo utilizar un horno de vacío para el recocido C70600?
Sí, el horno de vacío es excelente porque previene la oxidación de la superficie. Si utiliza un horno de vacío, mantenga la temperatura entre 650 y 700 grados durante 30 a 60 minutos. Enfriar al vacío o con relleno de gas inerte.
¿El C70600 se endurece durante el estirado en frío?
Sí, significativamente. El estirado en frío reduce la sección transversal entre un 30% y un 70% y aumenta la resistencia a la tracción de 310 MPa a 450–550 MPa. El alargamiento cae del 30 al 45% al 8 al 15%. Se requiere recocido para restaurar la ductilidad.
¿Qué tamaño de grano es normal para el tubo recocido C70600?
Diámetro de grano promedio de 0,015 a 0,045 mm (tamaño de grano ASTM 9 a 6). Los granos finos dan mayor resistencia. Los granos gruesos dan una mejor resistencia a la fluencia a altas temperaturas. Para la mayoría de los servicios de intercambiadores de calor, lo mejor es el grano medio (0,025 mm).
¿Cuántas veces se puede volver a recocer-C70600?
Muchas veces. C70600 no pierde su capacidad de recocerse incluso después de múltiples ciclos. Sin embargo, el calentamiento repetido provoca oxidación de la superficie y un engrosamiento gradual del grano. En la práctica, son aceptables entre 2 y 3 ciclos de recocido.
Métodos de prueba
Prueba de corrientes parásitas (ECT) según ASTM E243
Prueba hidrostática hasta 20 MPa
PMI (XRF) para verificación de aleaciones en cada serie
Ensayo de propiedades mecánicas (tracción, dureza, aplanamiento, expansión)
Examen microscópico de la estructura del grano.
Prueba de aplanamiento según ASTM B111
Prueba de aplanamiento inverso para tubos soldados (cuando corresponda)
Medición del tamaño de grano según ASTM E112
Normas de embalaje
Tapas de plástico en ambos extremos para evitar la contaminación.
Envoltura de bolsa de polietileno individual para cada tubo.
Cajas de madera o carretes de acero para exportación.
Papel-a prueba de humedad y desecante para envío marítimo
Etiqueta con número de calor, tamaño, temperamento y cantidad en cada paquete.
Bandas codificadas por colores-para identificación del estado de ánimo (verde para recocido)
Papel antioxidante entre capas de tubos
Equipo de producción
Prensa de extrusión (1500T y 2500T)
Máquinas de trefilado en frío (10 líneas, rango de diámetro exterior de 4 mm a 90 mm)
Hornos de recocido (atmósfera controlada, 650–750 grados, 3 unidades)
Líneas de enderezamiento y corte.
Dobladora en U-para tubos de intercambiadores de calor
Máquinas de prueba de corrientes de Foucault (3 unidades)
Pistola PMI para verificación de aleaciones en proceso-
Probador de dureza (Rockwell y Vickers)
Nuestra gama de productos de cobre
| Formulario de producto | Aleaciones comunes | Rango de tallas |
|---|---|---|
| Tubo (sin costura) | C10100, C10200, C12200, C70600, C71500, C44300, C68700 | DE 4 mm–90 mm, PESO 0,3 mm–5,0 mm |
| Tubería (sin costura) | C12200, C70600, C71500 | DE 10 mm–108 mm, PESO 1,0 mm–8,0 mm |
| Varilla/barra (redonda, hexagonal, cuadrada) | C10100, C10200, C11000, C36000, C46400, C63000 | Diámetro 3 mm–100 mm |
| Cable | C10100, C10200, C11000, C16200, C19400 | Diámetro 0,1 mm–8,0 mm |
| Tira/bobina | C10100, C10200, C11000, C19400, C26000, C26800, C52100 | Espesor 0,1 mm–3,0 mm, ancho hasta 400 mm |
| Placa/hoja | C10100, C10200, C11000, C12200, C70600, C71500, C46400 | Espesor 0,5 mm–50 mm, ancho hasta 1000 mm |
