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304大口径厚壁钢管性能

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-26  浏览次数:18 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网相关讯息:大口径不锈钢管的焊缝金属和母体金属显微组织的变化与原始管料的壁厚、拔制方法和变形次数的关系的分析表明

 中华不锈钢网相关讯息:大口径不锈钢管的焊缝金属和母体金属显微组织的变化与原始管料的壁厚、拔制方法和变形次数的关系的分析表明,在变形量相同的条件下,对于无心棒拔制,管料的壁厚(1~2毫米)对成品管晶粒的形状和大小并无影响。在多道次或单道次变形的情况下,增加变形量不仅能使焊缝而且也使母体金属的晶粒细化。当变形量超过10%时,晶粒被拉长。无心棒拔制和短心棒拔制之后,大口径钢管晶粒的形状是不相同的。无心棒拔制时,晶粒在横断面上沿着钢管的径向被拉长,而在纵断面上品粒则沿着钢管的轴向被拉长,即呈扁圆形。在带心棒拔制时,在横断面上呈圆形和等轴的,晶粒仅沿着钢管的轴向被拉长,这是由于变形时的应力状态图决定的。短心棒拔制后,随着晶粒形状的不同大口径钢管的延伸率指标则相应大大地降低。在较小变形量的情况下,焊缝金属晶粒要比母体金属的晶粒小两级,只有当变形量>30%时,焊缝金属的晶粒与母体金属的晶粒才趋于一致。
  
  短心棒拔制后,304大口径不锈钢管的显微组织根据变形量的大小发生的变化与08KⅡ钢组织的变化相类似,不同之处仅在于当变形量>20%时,在20钢钢管的纵断面上的珠光体组成物的分布中看到条纹状的组织。这种条纹状组织是由在变形方向上被拉长的铁寨体晶粒和~些被细化了的晶+组成的。在大变形量的情况下,往焊缝区里会出现纤维状弯曲。当变形量接近35%时,焊缝金属与母体金属的晶粒则趋于一致。
  
  大口径不锈钢管工艺试验结果的分析表明,在所有的试验中,破裂均发生在焊缝处。随着变形量的增加,压扁和扩口的数值降低。变形程度增至30%时,会导致卷边值增加,而当变形程度继续增大时则卷边值降低。
  
  中华不锈钢网相关讯息:变形之后进行二次热处理的结果表明,在变形量>25~30%的条件下拔制,并按上面指出的制度进行预先和最终热处理之后的钢管,焊缝和母体金属的显微组织(在光学显微镜下)和性能是一致的。也就是说,利用焊管作管料而生产出的冷拔成品管,其机械性能(强度极限,屈服极限,延伸和硬度)与同规格的无缝钢管完全相同。
  
  所列举的资料表明,在冷拔沿断面具有一定机械性能和组织的304和316L大口径不锈钢管时,允许在较宽的范围内选择最佳的变形条件。曾将研究结果用于计算冷拔公差要求很严并具有给定机械性能的、用作BA 3-2101型汽车零件的钢管冷拔程序,并且取得了良好的结果。可以卓有成效地在生产中推广所提出的工艺方法。
  
  影响大口径厚壁钢管机械性能最有效方法之一,是借助于适当的热处理。另一个方法是借助材料的机械处理或在外部载荷下使之变形。更有效的还是机械处理和热处理的适当的结合。通常称为热机械处理。疲劳就是对这个过程影响最敏感的性能之一。
  
  机械处理改善304大口径厚壁钢管疲劳性能的一个重要途径就是利用晶粒流变的择优取向。不仅晶粒沿着范性流变的方向延伸,而且304大口径钢管的缺陷如夹杂、偏析和孔洞等也沿流变方向延伸。虽然沿纵向能减少它们的有效应力集中,但却相应地沿横向增加。如把机械处理的不锈钢用于疲劳,则重要的是,流线须沿对于主应力方向的适当方向而取向。流线方向对两种厚壁钢管的疲劳强度的重要意义。厚壁钢管是由普通棒材加工的,其流线是纵向的,可是伴随厚壁管的应力集中引起的主应力却横过这些流线,使疲劳寿命降低。如果304大口径厚壁钢管由镦锻制成,则流线有利于外加应力的方向,于是获得了较高的疲劳寿命。在轴承环中,适当的晶粒流变方向也是重要的。结构的流线取向相对于所加应力来说是不适当的;晶粒流变和应力方向之间的关系则是有利的,改善了疲劳抗力,因为主正切应力是与流线平行的。
  
  大多数情况下,在已加工厚壁钢管的材料中,流线方向是固有的,有时是与机件本身的细节相一致。用标准棒材磨削成的以及用机床滚压的螺纹流线方向。在滚压过程中能引起范性流变而发展成正切于根部半径的表面流线。由于在根部的主应力也是正切的,所以在滚压的大口径厚壁钢管中得到了有利的配合,并获得了改进的疲劳寿命。滚压已成为改善紧固304大口径厚壁钢管疲劳强度最有效的方法之一。这种效果,部分地也是由于存在有利的残余应力,这将在后面加以讨论。
  
  中华不锈钢网相关讯息:在影响304大口径厚壁钢管疲劳性能的热机械处理中,一个重要途径就是提供一种有利的弥散体。在一些金属系中,时效中机械处理为非常细小的质点的沉淀提供形核的位置。这些质点可能有一个强化又韧化的效应。二者对于良好的疲劳性能都是有利的。对每种304大口径厚壁钢管的冶金需要分别加以研究,并且这门科学才刚刚开始取得有益的结果。在参考文献中谈到可把热机械处理应用到一种厚壁钢管上。经不同程度冷轧并随后时效的材料与经时效而无预先冷轧的材料相比,显著地增加了合金的拉伸强度和塑性。在这种情况下,冷轧30%随后在1600°F时效200小时的材料获得最大的强度。延伸率同时从6.5070增加到9%。

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