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不鏽鋼管生產和使用中應注意的幾個問題

自1961年以來,已生產了大量由大直徑厚壁鋼管製成的鍛件。我們在生產實踐中遇到了許多問題。這些問題有的已經解決,有的還沒有完全解決。除了以上討論中提到的一些方麵,我們認為大直徑厚壁鋼管的以下幾個方麵值得我們關注。

(1)應嚴格控製大直徑厚壁鋼管的化學成分和熱加工製度,以降低鋼中的鐵素體和殘留奧氏,獲得較好的綜合力學性能。

我們已經討論了鐵素體和殘留奧氏對大直徑鋼管性能的影響,這裏我們將更詳細地討論一些限製大直徑鋼管含量的技術措施。

為了防止大直徑厚壁鋼管中出現大量鐵素體,應調整不鏽鋼管的化學成分,使鉻和矽含量處於規格下限,碳、鎳和錳含量處於規格上限。

有人認為,當不鏽鋼管中的碳含量達到0.2%時,用18%的鉻生產的厚壁鋼管可以不含鐵素體。其他人認為,通過將鉻含量控製在下限,鎳含量控製在上限,碳含量不低於0.15%,可以獲得沒有鐵素體的厚壁不鏽鋼管。

從我們的生產實踐來看,將大直徑厚壁鋼管中的鐵素體控製在一定量以下,基本上可以保證厚壁管具有令人滿意的機械性能和工藝性能,沒有必要使鋼中完全不含鐵素體。從這個角度來看,隻需要對現行的大直徑厚壁鋼管的化學成分規格進行適當的調整。如果不鏽鋼管的結構完全不含鐵素體,則調整後的成分與當前規定的範圍大不相同,而且這樣做更加複雜。我們的經驗是調整大直徑厚壁鋼管的成分如下:厚壁管中鐵素體含量可限製在10 ~ 15%,力學性能一般可保持在一般水平。

在上述建議的成分範圍內,碳、鉻和鎳的上限和下限已經降低,這對於熔煉控製是麻煩的。然而,根據我們的生產情況,在冶煉過程中,將大直徑厚壁鋼管的成分控製在上述建議範圍內並不是很困難。

還建議對大直徑厚壁鋼管的三個主要元素溫州不鏽鋼管進行以下調整,將鐵素體限製在5%以內,以確保所需的機械性能:

碳0.15~0.25鉻16~16.8鎳2—2.5

與我們建議的成分範圍相比,本規範增加了碳含量,將鉻減少到下限,並且鉻的上限和下限更小。這無疑會將大直徑厚壁鋼管中的鐵素體減少到非常小的量,但在我們看來,即使由於成分範圍窄而難以控製熔煉,溫州不鏽鋼管廠家至少有兩點值得考慮:第一,低碳和高鉻會影響不鏽鋼管的耐腐蝕性;第二,高碳含量將導致厚壁不鏽鋼管中殘留奧氏體積的增加。我們有兩個生產中的Cr17Ni2鋼主軸。由於高碳含量(0.21-0.24%碳,17.39-17.46%鉻,2.26-2.31%鎳),鍛造組織中存在大量殘留奧氏。盡管它已經被過冷了兩次,並在660下保持了40多個小時,但它還沒有完全分解。結果在退火去除白點後的常溫儲存過程中,殘留奧氏體繼續轉變為馬氏體,積累了巨大的內應力並開裂。裂紋沿軸向超過1米,最大裂紋深達60毫米,寬達3毫米。在其中一個軸的微觀結構中可以看到大量的殘留奧氏體和馬氏體不鏽鋼管。

降低大直徑厚壁鋼管鐵素體和殘留奧氏的另一個措施是進行正確的熱加工工藝。我們以前討論過鍛造過熱的影響,這裏我們隻集中討論淬火溫度對不鏽鋼管中鐵素體和殘留奧氏的影響。


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