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液态模锻不锈钢制品研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-26  浏览次数:50 选择视力保护色:

[摘要]  中华不锈钢网网民提供:不锈钢制品是一比较先进的金属成形工艺。其工艺流程短、生产效率和材料利用率高、成本低。液态模锻工艺

  中华不锈钢网网民提供:不锈钢制品是一比较先进的金属成形工艺。其工艺流程短、生产效率和材料利用率高、成本低。液态模锻工艺根据特定的制品设计相应的模具结构,使制品在一个操作流程内一次成形,模具的尺寸形状精度提高了制品的表面质量及后续机加工定位;而且液态模锻件的物理、力学性能优于普通铸造件。采用液态模锻成型工艺可以制造多种用于生物工程、医药、化工、食品等行业的不锈钢制品如法兰、端盖、联接件等。本试验采用废不锈钢(1Cr18Ni9Ti)进行液态模锻制品,以目前市场价格算,不锈钢钢材的价格是废不锈钢的4~5倍,这大大地节约成本、提高了经济效益、合理利用废旧资源。但液态模锻工艺涉及到高温熔液对模具材料的浸蚀和热作用,因而对模具材料要求较高,应选用适当的耐热脱模涂料及米取相应的有效措施以提高模具寿命。
  
  耐化学腐蚀性能。A4钢在尿素、醋酸等介质中具有良好的抗腐蚀性能,可用于化肥、合成纤维工业设备。某化工单位向我公司订购了031X 3等四个规格,用于合成氨一尿素工程中。
  
  1主要技术要求A4钢的化学成分、性能指标见表1、表2.表2 A4钢的性能指标抗拉强度bMPa屈服强度\延伸率今/%硬度/hb 2制管2.1热加工2.1.1管坯准备电炉冶炼一初轧开坯一热轧一管坯。A4钢的高低倍组织见表3.表1 A4钢的化学成分表3 A4钢的高低倍组织1松中松偏析氧化物硫化物晶粒度Y相2.1.2管坯加热穿孔根据一般Cr*Ni铁素体一奥氏体复相钢的热穿孔经验,过高的穿孔温度,不仅会引起严重的导板粘钢,恶化荒管的表面质量,而且会导致钢的脆化。铁素体一奥氏体复相钢的热塑性试验资料认为:当钢中铁素体的含量达到25%~30%时,钢的塑性最差。因此,认为穿孔温度控制在1 150*C以下为佳。基于上述认识,在A4钢穿孔时采用了1120~1150°C的低温穿孔,结果均产生了后卡,在1 120*C穿孔的后卡试样上,管坯尾部出现了“十字形”开裂,而在1 150*C穿孔的后卡试样上,管坯尾部出现了“口字形”开裂,已穿过的部分,荒管全长出现了内壁龟裂,而当穿孔温度提高到1150~1180*C时,钢的塑性有所改善。
  
  在上述试验性穿孔的基础上,对A4钢的高温塑性和相成分进行了试验和金相观察,见表4、表5.表4 A4钢在不同温度下的临界变形量试验温度/C临界变形量/%钢的临界变形量随着温度的升高而增加,当温度超过1150*C时,临界变形量增加得更为显著。在1200*C的温度下,钢具有最高的塑性而无过烧现象。
  
  保温时间的增加(45~9Qmin),有利于其塑性的进一步改善。
  
  表5 A4钢在不同温度下的双相比淬火温度/C Y相/塑性与温度的关系,是和钢的组织变化有密切联系的。a铁素体含量随着温度的升高而增加,而在高温下保温时间的增长,对于a铁素体含量没有明显的影响。但是,随着温度的升高和在高温下保温时间的延长,铁素体相的形态有很大的变化。在940~ 1140C,铁素体呈明显的尖角状,而当温度升高到1200~1240C时,带尖角的铁素体变得圆滑起来。
  
  同样,在高温下的保温时间的延长,虽然对钢中的铁素体含量没有明显的影响,但使原来呈尖角状的铁素体都变得圆滑。双相钢的组织行为即a相的含量、形态、分布及两相的性能差是影响双相钢塑性的本质因素。
  
  斜轧穿孔过程是中心部分金属受交变的切应力和很大的拉应力作用入下实现管坯穿孔过程。这个过程具有较其它加工过程更为复杂的应力状态和变形不均匀性。因此,在管坯进行穿孔之前,如何作好坯料变形前的准备,使其具有最有利于变形的相成分及组织,处于最佳的塑性状态,是保证穿孔过程正常进行和毛管质量的关键。
  
  中华不锈钢网网民提供:高温塑性试验和金相观察表明:A4钢在高温下的最佳塑性状态,不仅与铁素体相的含量有关,而且与铁素体相的形态极为相关,铁素体相尖角愈少,愈趋于圆滑,则塑性愈佳。调整加热工艺(1200士10*C)后,除尾部尚有碎裂和进口100~200mm产生裂纹外,其余毛管质量基本满意。
  
  试制过程中,各种加热制度均没能完全消除穿孔后荒管的进口内裂,但是不同的加热制度对于穿孔后荒管的进口内裂的敏感性是不一样的。因此,管坯加热制度的完善,对于毛管内壁质量的改善有很大的意义。
  
  内壁裂纹集中在端部的原因:金属的变形一端不受其它金属的限制而自由扩张,所以在穿孔时,其椭圆度、展宽都大于其他部分,其受力状态也比中部金属恶劣;管坯和顶头的不稳定咬入,当顶头和金属接触时,金属前滑突然减少,金属和顶头相对滑移加大,产生不均匀变化,使内层金属受很大表面拉应力;进口端延伸系数的影响,每一种材料都有一个最佳的延伸系数值,延伸系数过大时,内壁金属变形激烈,容易形成内壁裂纹,而延伸系数过小时,内壁金属与顶头接触时间增加,前滑减少,因而和顶头接触面,特别在辗轧锥处产生很大表面拉应力而形成内壁折叠裂纹。
  
  进口端内壁裂纹的消除:提高钢的本质塑性,是解决进口端内壁裂纹的关键。进一步摸清延伸系数对内壁裂纹影响的规律,找出最佳值。采用钼顶头、玻璃润滑剂是提高内壁质量的重要途径。
  
  在相同的加热速度条件下,加热温度从1 180C升高到1220C时,有利于改善穿孔后毛管的进口内裂,基本上消除了毛管的出口碎裂现象,而当加热温度超过1240C时,毛管又出现了夹层及头部剥皮现象。
  
  两相界面是内壁裂纹的策源地,而由于两相不均匀变形所产生的附加应力及穿孔过程中产生的应力则是促使裂纹暴露的主要因素。
  
  在A4钢的最高塑性温度范围确定之后,对预热段、加热段和均热段的加热时间的分配,便成为保证加热质量的关键。合理的加热速度,除了必须保证管坯在加热过程中沿整个长度和横M上得到到均匀一致的加热之外,还必须保证钢中相变过程的正常进行而不致于过热。加热制度对穿孔后毛管质量的影响进行试验后得出如下结论:220*C)条件下,预热段的时间从90min减少到60min,有利于穿孔后毛管进口内裂的改善。
  
  180~1220*C)和预热段时间(60min)的情况下,加热段的时间从30min增加到6Cmin,亦有利于穿孔后毛管进口内裂的改善。
  
  180~1220*C)、预热段的时间(60min)和加热段的时间(6Qmin)条件下,均热段的时间由15min延长到30min时,有利于穿孔后毛管进口内裂的改善。
  
  中华不锈钢网网民提供:A4钢在斜底式煤气连续加热炉内按上述加热制度加热,在0100mm二辊斜轧穿孔机上进行热穿孔,穿孔机的参数控制按表6穿出的毛管质量基本满表6穿孔机调整参数管坯尺寸穿孔规格顶头规格两辊间距导板间距顶头伸出量2.2冷加工2.2.1冷加工变形工艺根据钢管厂现有的设备,考虑A4钢的机械性能,采用以冷轧为主的冷轧、冷拔联合生产工艺。冷加工变形制度见表7. 2.2.2热处理制度热处理设备采用连续式辊底炉,在制品温度为2.2.3成品检验成品表面质量、尺寸公差符合技术要求,主要性能指标%、§、HB符合技术要求。

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