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06Cr17Ni12Mo2 不锈钢管穿孔或膨胀引起分层开裂,不锈钢管厂采取什么措施避免散裂加重。 

发布时间:2021-06-09


06Cr17Ni12Mo2超低破裂奥氏体不锈钢因其价格优势在很多应用中成为316L的替代品。 然而,在加工或使用过程中,企业发现此类不锈钢管在钻孔、扩径后出现分层、开裂.本文通过扫描电镜、能谱分析等方法对分层开裂的原因进行了研究,并提出了建议。

1 实验方法

06Cr17Ni12Mo2不锈钢管扫描电子显微镜/缺陷区域的能谱分析、基体的化学分析和微观结构的金相分析分别进行缺陷取样。

2 实验结果与讨论

2.1 宏观检查

管子缺陷分离后,裂纹与不锈钢管沿轴向呈45左右分层弯曲,钢管内壁呈灰褐色,并有因膨胀而留下的缺口纵线。管道。裂纹表面呈深灰色,深部形状较平坦,裂纹粗糙,裂纹沿钢管切向和轴向扩展,裂纹表面与钢管夹角。切线方向。钢管的夹角为22.5,但不穿透横截面,是典型的内裂。超低碳奥氏体不锈钢是一种不易变形的合金。粗管轧制交叉钻孔时,变形不易深入深入,塞前各阶段的变形抗力为(U1+W+2U2)这种分布会导致金属表面进一步变形。严重,造成内部分层缺陷。此外,当层压参数设置不正确时,腔的形成会导致向内折叠。

2.2 化学分析

从样品的正常部分取样,对合金的主要元素进行化学分析。见GB/T1220-1992。合金的主要元素含量符合要求,脱层缺陷与材料中合金元素的异常平均含量之间的相关性可以被丢弃。

从不锈钢管表面裂纹部分取样,测得该区域含碳量为0.013%,有少量脱碳。但低于0.025%的碳质量分数不足以形成23C6 Cr析出而引起晶间腐蚀,因此可以排除局部晶间腐蚀引起层状裂纹的可能。

2.2 扫描电镜及能谱分析

2.2.1 断口形貌分析

200倍扫描电镜显示的亚层低倍形态更平滑。 450次后,裂纹表面有裂纹网状氧化层。 650次,裂纹表面的高温锈迹可以看出表面呈平行条状分布,不到1000次的锈迹裂纹中可以隐约看到金属撕裂凹坑的形态。在亚层中没有观察到夹杂物。上述现象表明,横滚钻后,由于后孔扩径全径扩径率高达46.2%,高于全径扩径45%的范围。数据显示,原始亚层或折叠内表面的氧化物发生变形。撕裂时,初级裂纹呈网状,次级裂纹平行于铰孔拉伸方向。是纵向裂纹,在横轧和钻孔时形成崩刃或向内弯曲,崩刃不是钢材造成的。

从基体截面的X射线能谱曲线可以看出。除了主要的Fe 峰线和常规元素Cr、Ni、Mo、Mn、Si、P 峰线外,还有Cu 峰线。分析表明,铜是由管坯连铸结晶器渗入造成的。切屑表面的X射线能谱分析显示O(约26%)、Cr(约37%)、Mn(约17.2%)、Fe(约14.7%)、Ni(约2.3%)等峰线表明该物质在高温下是层状金属表面的氧化物。

在交叉辊钻孔过程中发现了螺旋分层开裂。材料在螺旋推进、径向压缩和塞子夹紧的条件下形成局部分层。变形区的交变应力和管壁的反复弯曲不断扩大子层并撕裂空腔。此时裂纹的角度应与交叉层压板的螺旋角有关。图中层状裂纹的陡峭程度较大,这是管材随后在两道次中拉伸膨胀的结果。不锈钢管内表面在胀管芯轴的作用下受到径向压缩和轴向摩擦。能促进网状裂纹的扩大,裂纹表面在高温下进一步氧化,不能焊接。

2.21 拉伸断裂分析

对试样进行轴向拉伸试验,观察和分析其断裂形态。图5为管壁内横截面的低倍形貌,横截面类似于木纹,孔洞呈鱼嘴状分布。高倍镜下可以看到孔壁表面比较光滑,有平行条纹,可以看到小撕裂凹坑的形状。

不锈钢管外壁断面呈低倍形貌,断面分布有点状空腔,空腔内有第二个颖片状相。图8 显示了同一区域的高倍结构。该区域的大部分裂缝为凹坑。由“微孔聚集”断裂机制引起的纤维区断裂明显,第二相位于空腔一侧,表明第二相相对韧性。裂纹的运动有铆钉的作用,金属的变形向一侧流动,符合横轧和钻孔时附加剪切变形的规律。

从断口形貌对比可以看出,不锈钢管的内外腔形状不同,内腔在切线方向较长,说明内部金属发生较大变形。热操作。变形过程,比外层金属更容易形成分层。由于奥氏体不锈钢的宽度较大,是碳钢的1.351.5倍,在连铸管坯斜轧和钻孔过程中,变形区的最大椭圆率系数为1.051.10是合理的范围。分层的形成有不同的影响。上头部穿孔区金属变形率大,动态再结晶不足会导致对分层敏感。此时孔型椭圆系数过大,容易造成管壁过度弯曲。这些长孔非常长。易膨胀连接,形成内部分层缺陷。因此,在不影响二次咬合的前提下,应调整该段导板的开度,以达到足够的宽度限制。

2.3 金相分析

图9 为采样的主体内圆区域的高倍金相组织。可以看出,铁素体在轴向和切线方向呈条状分布,含量为1.0。横截面样品取自裂纹部分。如图的裂尾形态显示,裂纹呈断续分层,末端呈圆形,局部裂片两侧有组织。表现出独立的流变学。由于Fe-Cr-Ni系合金中含有高温铁素体,对不锈钢的力学性能有不利影响,会促进不锈钢的热裂倾向。图中可以看到沿铁氧体条带的贯通裂纹,说明剥落的产生与铁氧体的结构有关。

3 结束语

(1) 06Cr17Ni12Mo2不锈钢管在斜轧和钻孔过程中发生剥落,并在随后的铰孔和成形过程中发生膨胀。

(2)在进行两辊交叉辊钻孔时,毛细管内部比外部更容易分离。

(3)分层开裂对横辊钻具设置参数较为敏感,应特别注意调整头部的导程角和前伸,避免形成空腔。

(4)交叉穿孔椭圆度系数过大,会加剧内部分层。应注意控制横向变形。特别是穿孔带的椭圆度系数,建议1.05。以免加重分层。

(5) 条状铁素体在交变应力和附加应力的作用下会引起散裂。


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