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擠壓廠在生產不(bu)銹鋼管(guan)和型材時,要求304不銹(xiu)鋼(gang)、304L不銹鋼和316不銹鋼、316L不銹(xiu)鋼坯料中α相不多于5.0%,347不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、347H不銹鋼坯(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(bu)銹鋼管(guan)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(gang),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(wei)了進一(yi)步在(zai)工業條件(jian)下驗(yan)(yan)證試驗(yan)(yan)結果,采用擠(ji)壓(ya)(ya)錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)管(guan)方法(fa),即(ji)使(shi)用模子直徑不變,擠(ji)壓(ya)(ya)芯棒為(wei)錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)芯棒,擠(ji)壓(ya)(ya)坯料預鉆有(you)(you)(you)錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)孔。該方法(fa)能夠在(zai)一(yi)次試驗(yan)(yan)中(zhong)使(shi)擠(ji)壓(ya)(ya)的(de)延伸(shen)系(xi)(xi)數達到6~32。擠(ji)壓(ya)(ya)后(hou)檢查錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)管(guan)的(de)內外表面(mian),沒有(you)(you)(you)發現較(jiao)大(da)的(de)差別;不大(da)的(de)缺(que)陷都類同,沒有(you)(you)(you)任(ren)何(he)的(de)規律(lv),僅發現錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)管(guan)的(de)內表面(mian)光(guang)潔度隨(sui)著(zhu)延伸(shen)系(xi)(xi)數的(de)增大(da)有(you)(you)(you)明顯改善的(de)趨勢,而(er)延伸(shen)系(xi)(xi)數的(de)變化(hua)對(dui)錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)管(guan)內表面(mian)的(de)質量沒有(you)(you)(you)影(ying)(ying)響。試驗(yan)(yan)結果僅說(shuo)明,錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)孔空心坯表面(mian)光(guang)潔度和玻璃(li)潤滑劑的(de)工作條件(jian)對(dui)不銹鋼管(guan)質量的(de)影(ying)(ying)響要比α相(xiang)含量的(de)大(da)。
對(dui)不同(tong)級別α相(xiang)含(han)量(liang)的(de)4爐321不銹鋼坯料擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)后的(de)鋼管(guan)(guan)表面進行(xing)檢查(cha),其(qi)(qi)(qi)結(jie)果(guo)(guo)表明,在(zai)3150噸擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)機上擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya),α相(xiang)含(han)量(liang)最高(gao)的(de)坯料(為(wei)3.5級),有(you)12%的(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)(ya)鋼管(guan)(guan)在(zai)內(nei)(nei)表面上有(you)輕(qing)微缺陷(xian)(xian)。沿(yan)長度方向在(zai)輕(qing)微缺陷(xian)(xian)處(chu)取(qu)金相(xiang)顯微試(shi)樣,并進行(xing)試(shi)驗。其(qi)(qi)(qi)試(shi)驗結(jie)果(guo)(guo)表明,僅在(zai)錐形管(guan)(guan)內(nei)(nei)表面開始部分有(you)粗糙(cao)的(de)α相(xiang)集聚,鋼管(guan)(guan)表面沒有(you)顯微撕裂缺陷(xian)(xian),α相(xiang)呈(cheng)拉(la)伸(shen)細纖(xian)維狀(zhuang)。而個(ge)別鋼管(guan)(guan)內(nei)(nei)表面上記(ji)錄有(you)高(gao)的(de)α相(xiang)含(han)量(liang),并伴有(you)輕(qing)微的(de)細裂紋,但裂紋具有(you)區(qu)域性特點,并沒有(you)選擇性地發生在(zai)α相(xiang)區(qu)或相(xiang)界(jie)。這說(shuo)明有(you)其(qi)(qi)(qi)他的(de)工藝因素對(dui)裂紋起作用。
由上述分析可以看出(chu),奧氏體不(bu)(bu)銹鋼坯料中α相(xiang)含量(liang)對產(chan)品質量(liang)的(de)(de)影響(xiang)并不(bu)(bu)敏(min)感。在擠壓過(guo)程中,α相(xiang)并不(bu)(bu)是導(dao)致缺陷(xian)產(chan)生的(de)(de)直接原因。但在一些(xie)不(bu)(bu)利工藝(yi)因素的(de)(de)影響(xiang)下,α相(xiang)能(neng)夠促使缺陷(xian)的(de)(de)形成。α相(xiang)含量(liang)高的(de)(de)321不(bu)(bu)銹鋼坯料擠壓后的(de)(de)鋼管顯(xian)微組(zu)織如圖(tu)5-3所示。

同時,在不同的溫(wen)度(du)變形(xing)條件下,采用α相為3級(ji)(體積分(fen)數為4%)的1Cr18Ni10Ti不銹(xiu)鋼坯料(liao)進(jin)行鋼管(guan)擠壓驗證試驗也進(jin)一步證明(ming),α相含(han)量(liang)對擠壓鋼管(guan)的表(biao)面質量(liang)沒有影響,若再進(jin)一步的提高坯料(liao)中α相的含(han)量(liang),將會引起擠壓不銹(xiu)鋼管(guan)內表(biao)面出現少(shao)量(liang)輕微缺陷(xian)。

