在奧氏體不銹鋼管中,奧氏體是碳溶解于γ鐵中形成的固溶體,因此冶煉后會在奧氏體組織中出現一定含量的鐵素體組織,形成α相。在高溫狀態下,奧氏體不銹鋼管中的α相降低金屬塑性,但允許擠壓坯料含有一定的α相。有資料認為,在擠壓任何形狀的型材時,坯料中允許有4%(體積分數)的α相存在;而擠壓簡單形狀的型材時,允許有10%(體積分數)的α相存在。


 美國Amerex擠壓廠在生(sheng)產不(bu)銹鋼管和型材時,要求304不銹鋼304L不銹(xiu)鋼316不(bu)銹鋼316L不銹鋼坯料中α相不多于5.0%,347不銹鋼(gang)、347H不銹(xiu)鋼坯(pi)料(liao)中α相不多于3.0%。


為了研究坯料中α相含量對擠(ji)壓不銹鋼管質量的影響,選用α相含量分別為1級、2級、3級、3.5級的4爐321不銹鋼,在實驗溫度為1200℃的條件下進行工藝性能、熱拉伸和熱扭轉性能試驗,并對試驗結果進行分析比較。分析結果表明,提高α相含量可使扭轉破壞試樣的數量降低19%,但α相含量對其余試驗的塑性指標幾乎沒有影響。


 為了進一步在工業條件(jian)下驗(yan)證試驗(yan)結(jie)果,采(cai)用擠壓(ya)(ya)錐(zhui)形(xing)管方法,即使用模子直徑不(bu)變(bian),擠壓(ya)(ya)芯棒(bang)為錐(zhui)形(xing)芯棒(bang),擠壓(ya)(ya)坯料預鉆有錐(zhui)形(xing)孔(kong)。該(gai)方法能夠在一次(ci)試驗(yan)中使擠壓(ya)(ya)的(de)延(yan)(yan)伸(shen)系(xi)數(shu)達到(dao)6~32。擠壓(ya)(ya)后(hou)檢查錐(zhui)形(xing)管的(de)內(nei)(nei)外表(biao)面(mian)(mian),沒有發現較(jiao)大(da)的(de)差(cha)別;不(bu)大(da)的(de)缺陷都類同,沒有任何(he)的(de)規(gui)律(lv),僅發現錐(zhui)形(xing)管的(de)內(nei)(nei)表(biao)面(mian)(mian)光潔度(du)隨著(zhu)延(yan)(yan)伸(shen)系(xi)數(shu)的(de)增大(da)有明顯改善(shan)的(de)趨勢,而(er)延(yan)(yan)伸(shen)系(xi)數(shu)的(de)變(bian)化對(dui)錐(zhui)形(xing)管內(nei)(nei)表(biao)面(mian)(mian)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)沒有影響(xiang)。試驗(yan)結(jie)果僅說明,錐(zhui)形(xing)孔(kong)空心坯表(biao)面(mian)(mian)光潔度(du)和玻璃潤(run)滑劑(ji)的(de)工作條件(jian)對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管質(zhi)量(liang)(liang)的(de)影響(xiang)要比α相含量(liang)(liang)的(de)大(da)。


 對不(bu)同級(ji)別α相(xiang)含量(liang)的(de)(de)4爐321不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)坯料(liao)擠(ji)壓(ya)(ya)后(hou)的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)管表面進行(xing)檢查,其結果(guo)表明,在(zai)3150噸擠(ji)壓(ya)(ya)機上(shang)擠(ji)壓(ya)(ya),α相(xiang)含量(liang)最高(gao)的(de)(de)坯料(liao)(為3.5級(ji)),有(you)12%的(de)(de)擠(ji)壓(ya)(ya)鋼(gang)(gang)(gang)管在(zai)內表面上(shang)有(you)輕微(wei)缺(que)陷(xian)(xian)。沿長度(du)方(fang)向在(zai)輕微(wei)缺(que)陷(xian)(xian)處取金相(xiang)顯(xian)微(wei)試樣(yang),并進行(xing)試驗。其試驗結果(guo)表明,僅在(zai)錐(zhui)形(xing)管內表面開始部分有(you)粗(cu)糙的(de)(de)α相(xiang)集聚,鋼(gang)(gang)(gang)管表面沒(mei)有(you)顯(xian)微(wei)撕裂缺(que)陷(xian)(xian),α相(xiang)呈拉伸(shen)細纖維狀。而(er)個(ge)別鋼(gang)(gang)(gang)管內表面上(shang)記錄有(you)高(gao)的(de)(de)α相(xiang)含量(liang),并伴(ban)有(you)輕微(wei)的(de)(de)細裂紋(wen),但裂紋(wen)具有(you)區域性(xing)特點(dian),并沒(mei)有(you)選擇(ze)性(xing)地發生在(zai)α相(xiang)區或相(xiang)界。這說明有(you)其他的(de)(de)工藝因素(su)對裂紋(wen)起作用。


 由上述分析可以看出,奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼坯料(liao)中(zhong)α相(xiang)(xiang)含量對(dui)產(chan)(chan)品(pin)質(zhi)量的(de)(de)影(ying)響(xiang)并不(bu)(bu)敏感。在擠壓(ya)過程中(zhong),α相(xiang)(xiang)并不(bu)(bu)是導致缺(que)陷產(chan)(chan)生的(de)(de)直接原因(yin)。但在一些不(bu)(bu)利工藝因(yin)素(su)的(de)(de)影(ying)響(xiang)下,α相(xiang)(xiang)能(neng)夠(gou)促(cu)使缺(que)陷的(de)(de)形成。α相(xiang)(xiang)含量高的(de)(de)321不(bu)(bu)銹鋼坯料(liao)擠壓(ya)后的(de)(de)鋼管(guan)顯微組織如圖5-3所示。


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 同時,在(zai)不(bu)同的(de)溫(wen)度變形條件下(xia),采用α相(xiang)為(wei)3級(體積分數為(wei)4%)的(de)1Cr18Ni10Ti不(bu)銹(xiu)鋼(gang)坯料進行鋼(gang)管擠壓(ya)(ya)驗證試驗也進一步證明,α相(xiang)含(han)量(liang)(liang)(liang)對擠壓(ya)(ya)鋼(gang)管的(de)表(biao)面(mian)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)沒有(you)影響,若再(zai)進一步的(de)提高(gao)坯料中α相(xiang)的(de)含(han)量(liang)(liang)(liang),將會(hui)引起(qi)擠壓(ya)(ya)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管內表(biao)面(mian)出現少(shao)量(liang)(liang)(liang)輕微(wei)缺(que)陷。