铁素体不锈钢管的脆性问题

    1. α脆性

    已知,α相硬而脆,含15-70%范围内的合金,通过540-815℃加热就会产生α脆性,并且在700-800℃左右加热产生α脆性的速度最快;越高合金,α脆性越大;Mo、硅Si.Ni.Mn等能促进α相生成,碳C.N抑制其生成;而含高达25-30%的钢(446),在热处理时若冷却速度慢,就能引起这种脆性;α相脆性的产生,使钢的硬度提高,却显著降低了钢的塑性,缺口韧性及耐性性能,给加工和使用带来问题.

    本发明在冷加工的退火处理中以水冷的方法着重解决了此问题,当α相现象出现时,可以通过加热至800℃以上温度,保温一定时间使其浓解后快速水冷,冷却至室温,以此消除α相现象.

    2. 475℃脆性

    已知,含铬12%以上的铁素体型钢,加热在340-540温度时,经一定时间后,钢的硬度增加,冲击韧性显著降低,尤以475℃时最为严重,硬度最高,27铬钢经475 x 100小时加热后,其常温的抗拉强度增加50%,屈服强度增加150%,而延伸率则变为零;钢材中铝Al、硅Si.Mo.Nb,Ti.Mn等元素的存在,将促进这种脆性产生.

    本发明在冷加工工艺的退火工艺中,以保温时间的科学确定着重解决了此问题,当出现475℃脆性问题时,可以通过将钢加热到600℃以上,并保温一定的时间,快速冷至室温的办法来消除,温度越高脆性消除越容易,通常是在700-800℃之间处理为宜.

    3.高温脆性

    高温脆性是伴随着晶粒粗化而带来的脆性当钢材加热到950-1000℃以上,急冷至室温就会产生这种高温脆性,钢材含铬量越高,这种脆性越严重,如446钢,经1000x 100小时加热时,常温下的弯曲角度为零,因此高铬钢在热处理时,最忌过热,产生高温脆性的基本原因是碳、氮等间隙元素的结合物在晶界析出,因此,降低钢中的碳、氮含量,减少甚至避免破、氮化合物的沉淀析出,可以大大改善高温脆性.本发明在冷加工工艺的退火工序中将退火温度确定为850-880,就着重解决了此问题.

    4.晶间腐蚀

    铁素体型不锈钢管的晶间腐性,加热温度在860℃以上时快速冷却,材料被敏化后,会产生晶间腐性,反之,若缓慢冷却就不会产生教化.加热温度在700-800℃时,材料经短时间加热即可恢复,若慢冷却,即使温度有所提高,管材也不产生晶间腐性.加入钦Ti或妮Nb,且当T i > 6 x (C+N)Nb > 8 x (C+N)时就可防止敏化。本发明在冷加工序中,加工物加热温度在850℃时快速冷却,着重解决了此问题.

    晶粒度的控制问题

    本发明的热处理工艺制度为后续的冷加工莫定了良好的基础.晶粒的长大与材料处理前的冷加工变形量有羌当冷加工变形量约为5%时,加热后就产生非常大的晶粒,含铬越高,晶拉长的越大。因此,对于冷加工变形量,退火温度及保温时间都要严的要长晶粒粗大化,材料就会变脆,经深冲,弯曲等冷加工后,容易产生粗糙表面和裂纹,晶间腐性也严重。中间退火应尽可能在低温下进行,且又必须保证其变形量30%左右,本发明的热处理退火制度很好的解决了此问题.

    塑性差,难加工问题

    由于铁素体不锈钢管的塑性很差,如446钢,根据冷拔原理,金属变形处于一向拉和二向压的应力状态,由于应力状态中存在拉应力,拔制时金属塑性差,然而对低塑性金属拔制比较困难;根据冷原理,金属变形过程反映了材料压应力状态,适合制造塑性差,拉拔困难的管材,冷扎的效率低,成本高,冷拔的效率高,故针对制造塑性很差的铁素体不锈钢管,本发明在冷加工工艺中应用冷拔、冷轧结合的工艺着重解决了此问题.

    本发明在冶炼的工序中着重解决了符合本方法条件的钢锭材料问题,为解决生产铁素体不锈钢无缝管的其他各个问题莫定了基础.

    在详细说明的较佳实施例之后,熟悉该项技术人士可清楚的了解,在不脱离下述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改,且本发明亦不受限于说明书中所举实施例的实施方式。

文章作者:不锈钢管|304不锈钢无缝管|316L不锈钢厚壁管|不锈钢小管|大口径不锈钢管|不锈钢换热管

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