厚壁無縫鋼管縱向開裂的原因很多,既有材料原因,也有工藝原因。以厚壁無縫鋼管為例,如果厚壁無縫鋼管塑性差或退火不好,縱向開裂的概率會(huì)增加,但其根本原因是冷拔厚壁無縫鋼管殘余應(yīng)力大。
根據(jù)開裂力學(xué)的概念,構(gòu)件的開裂是內(nèi)部裂紋形成和擴(kuò)展的結(jié)果。厚壁無縫鋼管的縱向裂紋基本為脆性裂紋,其裂紋形式為開口型。
一般情況下,金屬裂紋的存在是不可避免的,但在相同的材料條件下,裂紋的產(chǎn)生取決于構(gòu)件的拉應(yīng)力。影響構(gòu)件的拉應(yīng)力既可以在構(gòu)件外部加載,也可以存在于構(gòu)件的殘余應(yīng)力中。
冷拔后,特別是空拔后,殘余應(yīng)力較大,表現(xiàn)為厚壁無縫鋼管外表面附近的切向和軸向的拉應(yīng)力,其值可以達(dá)到大值。根據(jù)上述抗拉開裂機(jī)理,可以得出厚壁無縫鋼管外表面附近的切向殘余應(yīng)力對(duì)厚壁無縫鋼管縱向開裂起著關(guān)鍵作用。
冷拔無縫鋼管常見缺陷和形成原因
在冶煉或熱加工過程中,由于某些因素(例如非金屬夾雜物、氣體以及工藝選擇或操作不當(dāng)?shù)龋┰斐傻挠绊?,致使鋼的?nèi)部或表面產(chǎn)生缺陷,從而嚴(yán)重地影響材料或產(chǎn)品的質(zhì)量,有時(shí)還將導(dǎo)致材料或產(chǎn)品報(bào)廢。
冷拔無縫鋼管中疏松、氣泡、縮孔殘余、非金屬夾雜物、偏析、白點(diǎn)、裂紋以及各種不正常的斷口缺陷等,均可以通過宏觀檢驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)。宏觀檢驗(yàn)的方法分酸浸檢驗(yàn)及斷口檢驗(yàn)兩種方法。用酸浸法顯示的常見宏觀缺陷簡(jiǎn)介如下:
偏析
形成原因
澆注凝固過程中,由于選擇結(jié)晶和擴(kuò)散作用引起某些元素的聚集,造成化學(xué)成分不均勻。根據(jù)分布的不同位置可分為錠型、中心和點(diǎn)狀偏析等。
宏觀特征
在酸浸試樣上,當(dāng)偏析是易蝕物質(zhì)或氣體夾雜聚集時(shí),呈顏色深暗、形狀不規(guī)則,略行凹陷、底部平坦并有很多密集微孔斑點(diǎn)。如為抗蝕元素聚集,則呈顏色淺淡、形狀不規(guī)則、比較光滑的微凸斑點(diǎn)。
疏松
形成原因
鋼在凝固過程中由于低熔點(diǎn)物質(zhì) 凝固收縮和放出氣體產(chǎn)生空隙,而在熱加工過程中未能焊合。根據(jù)其分布情況,可分為中心和一般疏松兩類。
宏觀特征
在橫向熱酸浸面上,孔隙呈不規(guī)則的多邊形、底部尖窄的凹坑,這種凹坑通常多出現(xiàn)在偏析斑點(diǎn)之內(nèi)。嚴(yán)重時(shí),有連成海綿狀的趨勢(shì)。
夾雜
形成原因
① 外來金屬夾雜
在澆注過程中,金屬條、塊、片落入錠模中或冶煉末期加入的鐵合金未熔化。
宏觀特征
在浸蝕片上,多呈邊緣清晰、顏色與周圍顯著不同的幾何形狀。
形成原因
② 外來非金屬夾雜
在澆注過程中,沒有來得及浮出的熔渣或剝落到鋼液中的爐襯和澆注系統(tǒng)內(nèi)壁的耐火材料。 宏觀特征
較大的非金屬夾雜物很好辨認(rèn),而較小的夾雜腐蝕后剝落,留下細(xì)小的呈圓形的小孔。
形成原因
③ 翻皮底注鋼錠澆注過程中的表面上半凝固的薄膜卷入鋼液中去。
宏觀特征
在酸浸試樣上,顏色與周圍不同,形狀不規(guī)則的彎曲狹長條帶,周邊常有氧化物夾雜和氣孔存在。
縮孔 形成原因
鋼錠或鑄件澆注時(shí),心部的液體由于 冷凝時(shí)體積收縮未能得到補(bǔ)充,在鑄錠頭部或鑄件中形成宏觀孔穴。
宏觀特征
在橫向酸浸試樣上縮孔位于中心部位,其周圍常是偏析、夾雜或疏松密集的地方。有時(shí)在浸蝕前就可看到洞穴或縫隙,浸蝕后孔穴部分變暗,呈不規(guī)則折皺的孔洞。
形成原因
鋼錠澆注過程中所產(chǎn)生和放出的氣體造成的缺陷。
宏觀特征
在橫向試樣上,呈與表面大致垂直的裂縫,附近略有氧化和脫碳現(xiàn)象。在表面以下的位置存在稱為皮下氣泡,較深的皮下氣泡稱為針孔。在鍛軋過程中,這些未氧化也未焊合的氣孔被延伸成細(xì)管狀,橫截面上呈孤立的小針孔。在橫截面上類似于排列規(guī)律的點(diǎn)狀偏析,但顏色較深者為內(nèi)部蜂窩氣泡。
白點(diǎn)
形成原因
一般認(rèn)為是氫和組織應(yīng)力的作用,鋼中的偏析和夾雜也有一定的影響,屬于裂縫的一種。
宏觀特征
在橫向熱酸浸試樣上,呈細(xì)短裂縫。在縱向斷口上則是粗晶狀的銀亮白點(diǎn)。
裂縫冷拔無縫鋼管形成原因
軸心晶間裂縫:當(dāng)枝狀組織較嚴(yán)重時(shí),大尺寸鋼坯沿枝狀組織主、枝干間產(chǎn)生裂縫。
內(nèi)裂:由于鍛軋工藝不當(dāng)而產(chǎn)生的開裂。
宏觀特征
在橫截面上,軸心位置沿晶間開裂,呈蛛網(wǎng)狀,嚴(yán)重時(shí)呈放射狀開裂。
折疊
形成原因
冷拔無縫鋼管或鋼錠的表面斑疤凹凸不平及 的棱角,在鍛軋中疊附在冷拔無縫鋼管上,或由于孔型設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)生成耳子,在繼續(xù)軋制時(shí)疊合而成。
宏觀特征
冷拔無縫鋼管在橫向熱酸浸試樣上,與鋼的表面呈斜交的裂縫,附近有較嚴(yán)重的脫碳,縫內(nèi)常夾有氧化物鱗屑。
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不銹鋼管的質(zhì)量,性能的影響因素
304不銹鋼管的質(zhì)量及性能是依據(jù)需求而肯定的,不同的需求,要有不同的元素含量。碳含碳量越高,剛的硬度即越高,但是它的可塑性和韌性即越
差。硫是鋼中的有害雜物,含硫較高的鋼在高溫停止壓力加工時(shí),容易脆裂,通常叫作熱脆性。磷能使鋼的可塑性及韌性明顯降落,特別的在低溫
下更為嚴(yán)重,這種現(xiàn)象叫作冷脆性.在優(yōu)質(zhì)鋼中,硫和磷要嚴(yán)厲控制.但從另方面看,在低碳鋼中含有較高的硫和磷,能使其切削易斷,對(duì)改善鋼
的可切削性是有利的。錳能進(jìn)步化肥管的強(qiáng)度,能消弱和消弭硫的不良影響,并能進(jìn)步鋼的淬透性,含錳量很高的高合金鋼(高錳鋼)具有良好的
耐磨性和其它的物理性能,硅能夠進(jìn)步鋼的硬度,但是可塑性和韌性降落,電工用的鋼中含有一定量的硅,能改善軟磁性能。304無縫管內(nèi)外表機(jī)械
拋光有旋轉(zhuǎn)與直線拋光。304無縫管耐熱性能是指高溫下,既有抗氧化或耐氣體介質(zhì)腐蝕的性能即熱穩(wěn)定性,同時(shí)在高溫時(shí)雙有足夠的強(qiáng)度即熱強(qiáng)性。
碳的影響碳在奧氏體不銹鋼中是激烈構(gòu)成并穩(wěn)定奧氏體且擴(kuò)展奧氏體區(qū)的元素