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為什么要對不銹鋼焊管進行固溶處理?
在不銹鋼焊管的生產過程中,有一道工序非常的重要,那就是——固溶處理。固溶處理是指將合金加熱到高溫單相區恒溫保持,使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻,以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。那么為什么要對不銹鋼焊管進行固溶處理,它有何作用呢?
不銹鋼焊管通過固溶處理來軟化,一般將不銹鋼焊管加熱到950~1150℃左右,保溫一段時間,使碳化物和各種合金元素充分均勻地溶解于奧氏體中,然后快速淬水冷卻,碳及其它合金元素來不及析出,獲得純奧氏體組織。其作用有以下3點:
使焊接鋼管組織和成分均勻一致,這對原料尤其重要,因為熱軋線材各段的軋制溫度和冷卻速度不一樣,造成組織結構不一致。在高溫下原子活動加劇,σ相溶解,化學成分趨于均勻,快速冷卻后就獲得均勻的單相組織。
目前雙金屬復合管的生產方法主要包括冷成型法、熱成型法、離心鑄造法、離心鋁熱劑法、爆炸焊成型法、電磁成型法等等。
冷成型法:冷成型制造工藝的基本特征是將預加工好的薄壁不銹鋼管套入碳鋼管中,然后通過機械方法使不銹鋼管緊緊貼合在碳鋼管內壁上。薄壁不銹鋼管有兩種獲得途徑:一種是通過選擇合適規格的無縫不銹鋼管,通過旋壓的方法使之變薄,達到要求的外徑和厚度;另一種是用薄的不銹鋼板或鋼帶在專用的制管機上用tig焊接成直縫或螺旋縫不銹鋼管。采用拉拔、脹接、旋壓和滾壓等方法使不銹鋼管緊緊貼合在碳鋼管內壁上,其中拉拔和脹接為常用。拉拔是取兩根分別制成的無縫鋼管,將一根套在另一根外面,然后將兩管通過一模具同時進行拉拔,從而實現緊密配合的機械結合。這種管的優點是生產工藝比較簡單,價格較便宜。缺點是界面非擴散結合,只是依靠對外層進行的冷加工來獲得緊密配合,因此冷加工復合管如果遭遇高溫就有分層傾向,復合管會因應力釋放而失效。這就限制了冷加工管的使用環境和應用領域。脹接分機械脹接和液壓脹接兩種。機械脹接是目前生產不銹鋼復合管的一種主要方法,它是利用滾脹芯軸回轉擠壓使復合管內管發生塑性變形,外管發生彈性變形,從而使復合管的外管對內管產生接觸壓力,以達到復合管內外壁的緊密貼合。
加工硬化,以利于繼續冷加工。通過固溶處理,歪扭的晶格恢復,伸長和破碎的晶粒重新結晶,內應力,鋼管抗拉強度下降,伸長率上升。
恢復不銹鋼焊接固有的耐蝕性能。由于冷加工造成碳化物析出,晶格缺陷,使不銹鋼耐蝕性能下降,而固溶處理后不銹鋼焊管的耐蝕性能恢復到好狀態。
經過固溶處理的不銹鋼焊管,其各方面性能才能達到狀態,因此固溶處理對不銹鋼焊管而言非常重要。
不銹鋼焊管不固溶處理有哪些壞處?
所有不銹鋼冷加工實際上像焊接一樣,都會給不銹鋼鋼管的性能,尤其是耐蝕或耐熱性能帶來不可避免的損害。不銹鋼特別是奧氏體不銹鋼具有優良的塑性,使得諸如冷拔、冷軋、冷滾軋、冷彎、冷脹、冷扭曲等冷加工方式很容易實現,不進行固溶處理會出現以下具體情況。
1、會導致材料晶格位錯等微觀缺陷和表面粗糙度的增加,并誘發馬氏體相變及碳化物的析出。如冷加工后奧氏體鋼呈現出磁性增加現象。
2、導致材料晶格位錯或相變發生在表面,就會成為孔蝕等局部腐蝕的始發位置。這種現象在變形程度達到20%減斷面率時會出現直接不良影響。
3、冷加工以后將在材料中留下殘余應力,殘余應力對材料的抗應力腐蝕開裂(scc)極為不利。任何程度的冷加工對會使材料的scc敏感性大增。
4、冷加工程度對奧氏體不銹鋼的高溫持久強度也有不良影響。一般工作溫度越高或斷裂壽命要求越高,允許的冷加工程度也越低。
5、對于承受交變載荷的不銹鋼鋼管應用,冷加工會因伸長率和剩余伸長率降低使其開裂擴展速率上升而造成不利影響。
綜上所述,不銹鋼焊管必須進行固溶和光亮處理,以保證不銹鋼焊管達到耐腐蝕性能和防止奧氏體碳化物析出。
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