如何改善奥氏体不锈钢通管开裂问题
栏目:知识库 发布时间:2021-08-04


奥氏体不锈钢在高温和室温下具有奥氏体组织,具有优良的机械性能、耐腐蚀性和耐热性。在现有的五种不锈钢中,铬镍奥氏体不锈钢综合性能最好,牌号最高,品种规格最全,应用范围最广。由于奥氏体不锈钢的合金含量高,在热加工时容易出现质量问题。对S30400不锈钢热管穿孔过程中的裂纹进行了分析,并提出了改进措施。

实验方法

1.宏观形态分析。

2、选择S30400样品,在光电直读光谱仪上检测其化学成分。

3 制作标准金相试样,用AxioImager Aim 型金相显微镜观察金相组织形貌。样品制备、样品破碎、样品腐蚀、微观结构检查、显微镜检查。均参照GB/T13298-1991 《金属显微组织检验方法》。

4 取一个S30400 不锈钢160 毫米坯料的样品,并使用FISCHER FMP30 铁素体计检测从中心到表面的铁素体含量。

5 从开裂的排水管样品S30400 中取出30mm x 65mm x 15mm 的试件,在1,050C 下进行20 分钟的水冷测试。

图1 显示了从热管内壁有裂纹的封闭管中取出的样品的宏观形貌,样品材料的尺寸为165 mm x 16 mm。许多小裂缝。 160mm棒在炉内加热温度范围为1050-1100,在炉内保温20分钟,钻孔后内壁出现严重裂纹。

化学成分分析表明,实测值符合控制标准要求,合金元素和C.N均控制在较低水平。

通过未开裂的排水管的金相分析可知,未开裂的废料组织为双奥氏体组织,没有铁素体。断针的组织最大。有-铁素体和少量铁素体,裂纹沿-铁素体或铁素体发生,由于铁素体含量很少,大部分裂纹沿铁素体发生。铁素体是制造铸坯时在Ar1线以下含有二次共析成分的奥氏体先共析析出形成的铁素体,在加热过程中没有完全溶解。通过管道加热时,加热温度对于Fe相变温度过高,导致形成铁素体。可以看出,由于通过管子的加热温度高,Mo尖端与材料基体之间的金属摩擦热过高,在穿透管子的过程中无法形成铁素体。铁素体和奥氏体的变形不均匀,导致排水管出现裂纹。

在1050下固溶处理20分钟后,铁素体没有完全溶解,无法通过固溶处理去除铁素体。由于基体中含有大量的铁素体和少量的铁素体,少量铁素体的作用相对较弱,因此可以通过热处理成功地从体内去除。铁氧体能有效改善材料的穿孔和开裂。相比较而言,200mm管坯开裂的可能性比较小,160mm管坯的热处理工艺温度与穿线前没有区别,所以用来完全熔化。

160mm不锈钢熔深产生裂纹的原因是材料基体中存在大量铁素体,主要是铁素体,少量铁素体存在。奥氏体和铁素体的高温塑性不是恒定的,在热加热过程中塑性变形不同步产生裂纹。可以采取以下措施来改进:

S30400可适当提高C含量至0.05%左右,同时将Mn含量提高至1.2%以上。

加强电磁搅拌,减少过热,降低二次冷水强度,有助于打碎粗大的柱状晶,适当增加等轴晶的比例,减少组分分离,防止裂纹缺陷。

在现有穿管工艺的基础上,根据热处理原理,适当降低穿管前的加热温度,适当延长保温时间,可使铁素体完全溶解,不产生铁素体,减少裂纹缺陷。


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