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不锈钢厚壁管及不锈钢无缝管的特点

通常称耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀性介质腐蚀的钢为不锈钢,称耐酸、碱、盐等化学侵蚀性介质腐蚀的钢为耐酸钢。不锈钢和耐酸钢的总称是不锈耐酸钢,简称为不锈钢。铬是主要合金元素,此外常加入镍、钼、钛、铌、钼等。不锈钢管的材质主要有奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化型不锈钢。不锈钢管广泛用于石油、化工、造纸、化肥、汽车、飞机、电站、装璜等领域。

不锈钢厚壁管的生产方法可以是热轧、热挤压、冷轧和冷拔。近年来由于连铸连轧技术的进步以及各种焊接新技术和无损检测技术的应用,不锈钢焊管的质量不断提高,可以在各使用领域内部分替代不锈钢无缝管,且价格比无缝管约低20%。当前工业应用的不锈钢管中焊管和无缝管各占50%。 不锈钢无缝管的生产特点

(1)塑性。马氏体不锈钢在高温下为单一的奥氏体组织时穿孔没有困难,但当存在双相组织时穿孔性能有所降低。管坯加热温度一般为1130~1160℃(中心温度),炉尾处温度应小于900℃,终轧温度应高于临界点转变温度,低碳的不低于850℃,高碳的不超过925℃。马氏体不锈钢随着含碳量的增加,钢的强度和硬度提高,塑性降低,冷拔时应尽量采用衬芯棒拔制,因空拔后容易爆裂。  奥氏体不锈钢的高温塑性同残留的α相有关。

一般塑性随着α相的增多而降低。除α相外,在奥氏体不锈钢中还存在其他残余相,如各种形式的碳化物、金属间化合物等。这些多余的相对不锈钢厚壁管的塑性都有影响,影响的程度决定于它们的数量及状态。加热时多余相呈网状分布在晶界上,将显著恶化金属的塑性。奥氏体不锈钢高温下塑性低,变形抗力(见金属变形抗力)大,采用斜轧穿孔(见二辊斜轧穿孔)时应特别注意选取合理变形参数和温度参数。

奥氏体不锈钢经过固溶处理(常采用轧后余热淬水)后呈单相奥氏体组织,其特点是σb较高,但σs低,延伸性和韧性都大,冷变形的性能好,因此可取较大的道次变形量。但冷变形时加工硬化很大,故继续加工性能差。  铁素体不锈钢为单一相组织,没有临界转变点(相变),因此管坯加热时间长和温度高时晶粒长大严重,导致钢的塑性显著下降。管坯加热蕞高温度在1000~1060℃。在这个温度范围内钢有良好的塑性(穿孔性能)。

冷拔锤头前的加热温度为700~850℃,加热时要防止渗碳,锤头后进行水淬。由于铁素体铬不锈钢有室温脆性,冷加工性能较差,冷拔时容易开裂和拔断,因此蕞好在具有一定温度条件下拔制(见管材温拔),起拔速度也不宜过大。冷轧铁素体不锈钢管时,管料轧制时变形程度不大于40%~48%。在以后道次中(经表面准备和热处理后),根据晶粒细化程度,变形程度可增大到55%~65%。为避免钢管在轧制时产生裂纹,轧制时管子的温升是有利的,因此,在多数情况下轧制这类钢管时不用乳化液冷却工具和金属。

(2)变形抗力。奥氏体和马氏体不锈钢都具有较高的变形抗力,加工硬化倾向大,且高温下再结晶速度慢,因而冷轧这类钢时要特别注意设备和电机能力。铁素体或半铁素体的低碳不锈钢和一般碳钢有相同的变形抗力。

(3)宽展。不锈钢的宽展(横变形)较大,马氏体不锈钢宽展为碳钢的1.3倍;奥氏体不锈钢为1.35~1.5倍,铁素体不锈钢为1.55~1.6倍。因此斜轧穿孔时要注意控制横变形,应取较小的椭圆度。冷、热轧管的孔型椭圆度要大些,并应取小的道次变形量,以免出耳子等,在无张力减径(见管材无张力减径)时不锈钢管的壁增厚较大,同时减径机的孔型椭圆度要取大一些。

(4)对应力的敏感性。铁素体不锈钢具有常温脆性,冷加工对应力的敏感性大,热轧时应力的敏感性小,轧后可水淬。不锈钢厚壁管对裂纹的敏感性较大,热轧后冷却不能过快,一般采取堆冷。奥氏体不锈钢对裂纹的敏感性小,热轧后可水淬。

(5)导热性。不锈钢的低温导热性都较差,而线膨胀系数则比碳钢大。为保证加热质量应采取低温(800℃)慢速加热。

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