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06Cr17Ni12Mo2 不銹鋼管穿孔或膨脹引起分層開裂,不銹鋼管廠采取什么措施避免散裂加重。 

發布時間:2021-06-09


06Cr17Ni12Mo2超低破裂奧氏體不銹鋼因其價格優勢在很多應用中成為316L的替代品。 然而,在加工或使用過程中,企業發現此類不銹鋼管在鉆孔、擴徑后出現分層、開裂.本文通過掃描電鏡、能譜分析等方法對分層開裂的原因進行了研究,并提出了建議。

1 實驗方法

06Cr17Ni12Mo2不銹鋼管掃描電子顯微鏡/缺陷區域的能譜分析、基體的化學分析和微觀結構的金相分析分別進行缺陷取樣。

2 實驗結果與討論

2.1 宏觀檢查

管子缺陷分離后,裂紋與不銹鋼管沿軸向呈45左右分層彎曲,鋼管內壁呈灰褐色,并有因膨脹而留下的缺口縱線。管道。裂紋表面呈深灰色,深部形狀較平坦,裂紋粗糙,裂紋沿鋼管切向和軸向擴展,裂紋表面與鋼管夾角。切線方向。鋼管的夾角為22.5,但不穿透橫截面,是典型的內裂。超低碳奧氏體不銹鋼是一種不易變形的合金。粗管軋制交叉鉆孔時,變形不易深入深入,塞前各階段的變形抗力為(U1+W+2U2)這種分布會導致金屬表面進一步變形。嚴重,造成內部分層缺陷。此外,當層壓參數設置不正確時,腔的形成會導致向內折疊。

2.2 化學分析

從樣品的正常部分取樣,對合金的主要元素進行化學分析。見GB/T1220-1992。合金的主要元素含量符合要求,脫層缺陷與材料中合金元素的異常平均含量之間的相關性可以被丟棄。

從不銹鋼管表面裂紋部分取樣,測得該區域含碳量為0.013%,有少量脫碳。但低于0.025%的碳質量分數不足以形成23C6 Cr析出而引起晶間腐蝕,因此可以排除局部晶間腐蝕引起層狀裂紋的可能。

2.2 掃描電鏡及能譜分析

2.2.1 斷口形貌分析

200倍掃描電鏡顯示的亞層低倍形態更平滑。 450次后,裂紋表面有裂紋網狀氧化層。 650次,裂紋表面的高溫銹跡可以看出表面呈平行條狀分布,不到1000次的銹跡裂紋中可以隱約看到金屬撕裂凹坑的形態。在亞層中沒有觀察到夾雜物。上述現象表明,橫滾鉆后,由于后孔擴徑全徑擴徑率高達46.2%,高于全徑擴徑45%的范圍。數據顯示,原始亞層或折疊內表面的氧化物發生變形。撕裂時,初級裂紋呈網狀,次級裂紋平行于鉸孔拉伸方向。是縱向裂紋,在橫軋和鉆孔時形成崩刃或向內彎曲,崩刃不是鋼材造成的。

從基體截面的X射線能譜曲線可以看出。除了主要的Fe 峰線和常規元素Cr、Ni、Mo、Mn、Si、P 峰線外,還有Cu 峰線。分析表明,銅是由管坯連鑄結晶器滲入造成的。切屑表面的X射線能譜分析顯示O(約26%)、Cr(約37%)、Mn(約17.2%)、Fe(約14.7%)、Ni(約2.3%)等峰線表明該物質在高溫下是層狀金屬表面的氧化物。

在交叉輥鉆孔過程中發現了螺旋分層開裂。材料在螺旋推進、徑向壓縮和塞子夾緊的條件下形成局部分層。變形區的交變應力和管壁的反復彎曲不斷擴大子層并撕裂空腔。此時裂紋的角度應與交叉層壓板的螺旋角有關。圖中層狀裂紋的陡峭程度較大,這是管材隨后在兩道次中拉伸膨脹的結果。不銹鋼管內表面在脹管芯軸的作用下受到徑向壓縮和軸向摩擦。能促進網狀裂紋的擴大,裂紋表面在高溫下進一步氧化,不能焊接。

2.21 拉伸斷裂分析

對試樣進行軸向拉伸試驗,觀察和分析其斷裂形態。圖5為管壁內橫截面的低倍形貌,橫截面類似于木紋,孔洞呈魚嘴狀分布。高倍鏡下可以看到孔壁表面比較光滑,有平行條紋,可以看到小撕裂凹坑的形狀。

不銹鋼管外壁斷面呈低倍形貌,斷面分布有點狀空腔,空腔內有第二個穎片狀相。圖8 顯示了同一區域的高倍結構。該區域的大部分裂縫為凹坑。由“微孔聚集”斷裂機制引起的纖維區斷裂明顯,第二相位于空腔一側,表明第二相相對韌性。裂紋的運動有鉚釘的作用,金屬的變形向一側流動,符合橫軋和鉆孔時附加剪切變形的規律。

從斷口形貌對比可以看出,不銹鋼管的內外腔形狀不同,內腔在切線方向較長,說明內部金屬發生較大變形。熱操作。變形過程,比外層金屬更容易形成分層。由于奧氏體不銹鋼的寬度較大,是碳鋼的1.351.5倍,在連鑄管坯斜軋和鉆孔過程中,變形區的最大橢圓率系數為1.051.10是合理的范圍。分層的形成有不同的影響。上頭部穿孔區金屬變形率大,動態再結晶不足會導致對分層敏感。此時孔型橢圓系數過大,容易造成管壁過度彎曲。這些長孔非常長。易膨脹連接,形成內部分層缺陷。因此,在不影響二次咬合的前提下,應調整該段導板的開度,以達到足夠的寬度限制。

2.3 金相分析

圖9 為采樣的主體內圓區域的高倍金相組織??梢钥闯?,鐵素體在軸向和切線方向呈條狀分布,含量為1.0。橫截面樣品取自裂紋部分。如圖的裂尾形態顯示,裂紋呈斷續分層,末端呈圓形,局部裂片兩側有組織。表現出獨立的流變學。由于Fe-Cr-Ni系合金中含有高溫鐵素體,對不銹鋼的力學性能有不利影響,會促進不銹鋼的熱裂傾向。圖中可以看到沿鐵氧體條帶的貫通裂紋,說明剝落的產生與鐵氧體的結構有關。

3 結束語

(1) 06Cr17Ni12Mo2不銹鋼管在斜軋和鉆孔過程中發生剝落,并在隨后的鉸孔和成形過程中發生膨脹。

(2)在進行兩輥交叉輥鉆孔時,毛細管內部比外部更容易分離。

(3)分層開裂對橫輥鉆具設置參數較為敏感,應特別注意調整頭部的導程角和前伸,避免形成空腔。

(4)交叉穿孔橢圓度系數過大,會加劇內部分層。應注意控制橫向變形。特別是穿孔帶的橢圓度系數,建議1.05。以免加重分層。

(5) 條狀鐵素體在交變應力和附加應力的作用下會引起散裂。


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