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06Cr17Ni12Mo2(316L)不銹鋼管穿孔或擴管發作分層開裂的緣由

關鍵詞:06Cr17Ni12Mo2(316L)不銹鋼管 來源:管理員 發布時間:2019-11-25

06Cr17Ni12Mo2(316L)不銹鋼管穿孔或擴管發作分層開裂的緣由,(316L)不銹鋼管廠采取什么措施防止層裂的加劇

超低破奧氏體不銹鋼06Cr17Ni12Mo2因其價錢優勢在許多運用場所下成為316L的替代資料,但企業在加工或運用過程中,發現這類(316L)不銹鋼管在穿孔及擴管之后,局部產品呈現分層開裂。本文經過掃描電鏡、能譜剖析等辦法研討了分層開裂的緣由并提出了倡議。

    1實驗辦法

    對06Cr17Ni12Mo2(316L)不銹鋼管的缺陷部位取樣.分別停止缺陷區域的掃描電鏡/能譜剖析、基體部位的化學剖析以及顯微組織金相剖析。

    2實驗結果及討論

    2.1宏觀檢驗

    管材缺陷部位別離后,裂口與(316L)不銹鋼管軸向約呈45°分層折疊狀,鋼管內壁呈灰褐色,并有擴管后留下的縱向壓痕。裂痕外表呈黑灰色,深部外形較平整,裂口粗糙,且裂紋沿鋼管切向和軸向擴展,裂面與鋼管切向呈2°~2.5°夾角,但未貫串截面,是典型的內分層或內折缺陷。超低碳奧氏體不銹鋼屬于難變形合金,其管坯斜軋穿孔時,由于變形不易深透,頂頭前各階段變形強度呈(U1+W+2U2)形態散布用這種散布將招致表層金屬的附加變形猛烈,從而惹起內分層缺陷。此外,當軋制參數設置不當,孔腔的構成將招致內折。

    2.2化學剖析

    在試樣正常部位取樣,對其中的主要合金元素停止化學剖析,參照GB/T 1220-1992,其主要合金元素含最均契合請求,能夠掃除分層缺陷與資料合金元素均勻含量異常的相關性。

    在(316L)不銹鋼管內表層開裂部位取樣,測得該區域的碳含量為0.013%.闡明有少量脫碳。但是碳的質量分數在0.025%以下,已缺乏以構成Cr23C6沉淀而惹起晶間腐蝕,因而能夠掃除由于部分晶間腐蝕形成層狀開裂的可能。

    2.2掃描電鏡及能譜剖析

    2.2.1裂面形態剖析

    掃描電鏡200倍所顯現分層面的低倍形貌較平滑,450倍下可見層裂面上搜有網狀開裂的氧化層,650倍下可察看到層裂面上高溫氧化物呈平行條狀散布,1000倍下的氧化物裂痕中隱約可見金屬的撕裂韌窩形態。分層面未見夾雜物。上述現象標明,斜軋穿孔后,由于后續擴孔的總擴徑率高達46.2%,高于材料關于總擴徑率≤45%的范圍,原有分層面或內折面上的氧化物受變形而撕裂,其一次裂紋呈網狀,二次裂紋則與擴孔的拉伸方向平行.呈縱裂形態,層裂或內折在斜軋穿孔其間便已構成,且層裂不是由鋼中夾雜物所惹起。

    由基體截面X射線能譜曲線可見.除Fe主峰線以及Cr,Ni,Mo,Mn,Si,P等常規元素峰線外,還有Cu峰線,剖析以為由管坯連鑄結晶器滲銅所致。對層裂面停止x射線能譜剖析,可見O(約26%),Cr(約37%),Mn(約17.2%),Fe(約14.7%),Ni(約2.3%)等峰線,標明該物質為金屬在高溫下分層外表的氧化物。

    螺旋狀分層開裂是在斜軋穿孔過程中.資料在螺旋行進、徑向緊縮以及受頂頭阻滯的持定條件下而構成局局部層,在變形區交變應力作用和管壁重復彎曲條件下不時擴展分層面,并與孔腔撕裂貫穿,此時的裂紋的角度應與斜軋螺旋角有關,圖所示的分層裂痕傾角較大,是后續的兩道拉拔擴管變形所致。(316L)不銹鋼管內外表在擴管芯棒的作用下受徑向擠壓和軸向摩擦作用??纱偈咕W狀裂紋擴展,裂紋外表進一步遭到高溫氧化而不可焊合。

    2.21拉伸斷口剖析

    對試樣停止軸向拉伸實驗,以便對其斷口形貌停止察看剖析。圖5為管壁內側的斷面低倍形貌,斷面呈木紋狀,并散布有魚嘴狀孔穴。高倍下可見孔壁外表較潤滑,有平行散布條紋.并可見細小撕裂韌窩形態。

    (316L)不銹鋼管外壁側的斷面低倍形貌,斷面上散布有點狀孔穴,孔穴內存在穎粒狀第二相。圖8為同一區域的高倍組織,該區域大局部斷口呈韌窩形貌,“徽孔聚合”斷裂機制所形成的纖維區斷口明顯,且第二相均位于孔穴一側,標明第二相對韌性裂紋的挪動具有釘鉚作用,金屬形變活動朝向一側,契合斜軋穿孔時的附加剪切變形規律。

    由斷口形貌比擬可見,(316L)不銹鋼管內外側孔穴形態不一,內側孔穴沿切向外形較長,標明在熱變形過程中內側金屬所禁受的橫向剪切變形較大,較外側金屬更易構成分層。由于奧氏體不銹鋼的寬展較大,為碳鋼的1.35~1.5倍,在連鑄管坯斜軋穿孔過程中.變形區最大橢圓度系數1.05~1.10為合理范圍,但變形區各段對分層構成作用各有不同,頂頭穿孔區的金屬應變速率大,動態再結晶缺乏可招致對分層敏感,此時孔型橢圓度系數過大易形成管壁過度彎曲.這些較長的孔穴極易擴展相連,從而構成內分層缺陷。因而,在不影響二次咬入的前提下應對此段的導版啟齒度有所調整,以完成對寬展的恰當約束。

    2.3金相剖析

    圖9所示為內圓區從體上取樣的高倍金相組織??刹炜吹捷S向和切向呈條狀散布、含量為1.0級的鐵素體。對開裂部位的橫截面取樣.其層裂尾部形貌如圖所示,裂紋呈層狀斷續散布,端部圓渾,部分伏域兩側組織呈獨立狀流變。由于Fe-Cr-Ni系合金中的高溫鐵素體,對不銹鋼力學性能產生不利影響.將促使不銹鋼熱裂傾向加劇。由圖可察看到沿條狀鐵素體的貫穿裂紋,闡明層裂的產生與鐵素體組織相關。

    3完畢語

    (1)06Cr17Ni12Mo2(316L)不銹鋼管的層裂發作在斜軋穿孔過程中,并在后續擴孔成形過程中遭到擴展。

    (2)二輥斜軋穿孔時.毛管內側比外側更容易呈現層裂。

    (3)分層開裂對斜軋穿孔的工具調整參數較敏感,應特別留意行進角與頂頭前伸址的調整,以防止孔腔構成。

    (4)斜軋穿孔橢圓度系數過大將招致內分層加劇,應留意控制橫向變形.特別是穿孔區的橢圓度系數,倡議≤1.05.以免形成分層加劇。

    (5)條狀散布的鐵素體在交變應力和附加應變作用下可誘發層裂

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