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


為了研究坯料中α相含量對擠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(bu)在工(gong)業條件(jian)下驗證(zheng)試(shi)(shi)驗結果(guo)，采(cai)用(yong)擠壓(ya)錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)管(guan)(guan)方法，即使用(yong)模(mo)子(zi)直徑不變，擠壓(ya)芯(xin)棒為錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)芯(xin)棒，擠壓(ya)坯(pi)料預鉆有(you)錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)孔(kong)。該方法能(neng)夠在一次試(shi)(shi)驗中(zhong)使擠壓(ya)的(de)(de)延(yan)(yan)伸(shen)系數達到6~32。擠壓(ya)后檢查(cha)錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)管(guan)(guan)的(de)(de)內外表面，沒(mei)(mei)有(you)發現較(jiao)大(da)的(de)(de)差別；不大(da)的(de)(de)缺陷都類同，沒(mei)(mei)有(you)任何的(de)(de)規律，僅發現錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)管(guan)(guan)的(de)(de)內表面光(guang)潔度隨著延(yan)(yan)伸(shen)系數的(de)(de)增大(da)有(you)明(ming)顯改善的(de)(de)趨(qu)勢，而延(yan)(yan)伸(shen)系數的(de)(de)變化對錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)管(guan)(guan)內表面的(de)(de)質量沒(mei)(mei)有(you)影(ying)響。試(shi)(shi)驗結果(guo)僅說明(ming)，錐(zhui)形(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)孔(kong)空(kong)心坯(pi)表面光(guang)潔度和玻璃潤滑劑的(de)(de)工(gong)作(zuo)條件(jian)對不銹鋼管(guan)(guan)質量的(de)(de)影(ying)響要(yao)比(bi)α相含量的(de)(de)大(da)。


 對不同級別(bie)α相含(han)量(liang)的(de)(de)4爐(lu)321不銹(xiu)鋼坯料擠(ji)壓(ya)后(hou)的(de)(de)鋼管表(biao)面(mian)進行檢查，其(qi)(qi)結(jie)(jie)果(guo)(guo)表(biao)明，在(zai)(zai)3150噸擠(ji)壓(ya)機(ji)上擠(ji)壓(ya)，α相含(han)量(liang)最高的(de)(de)坯料（為3.5級），有(you)(you)12%的(de)(de)擠(ji)壓(ya)鋼管在(zai)(zai)內(nei)表(biao)面(mian)上有(you)(you)輕(qing)微缺(que)(que)陷(xian)。沿長度方向在(zai)(zai)輕(qing)微缺(que)(que)陷(xian)處取金相顯(xian)微試樣，并(bing)進行試驗。其(qi)(qi)試驗結(jie)(jie)果(guo)(guo)表(biao)明，僅在(zai)(zai)錐形管內(nei)表(biao)面(mian)開始(shi)部分有(you)(you)粗(cu)糙的(de)(de)α相集聚(ju)，鋼管表(biao)面(mian)沒有(you)(you)顯(xian)微撕裂缺(que)(que)陷(xian)，α相呈(cheng)拉伸細纖(xian)維狀(zhuang)。而個(ge)別(bie)鋼管內(nei)表(biao)面(mian)上記錄(lu)有(you)(you)高的(de)(de)α相含(han)量(liang)，并(bing)伴有(you)(you)輕(qing)微的(de)(de)細裂紋(wen)，但裂紋(wen)具有(you)(you)區域性特(te)點，并(bing)沒有(you)(you)選擇性地發生在(zai)(zai)α相區或相界(jie)。這說明有(you)(you)其(qi)(qi)他的(de)(de)工藝因素對裂紋(wen)起作用。


 由上述分析(xi)可以看出，奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)坯(pi)料(liao)中α相(xiang)(xiang)含(han)量(liang)對(dui)產(chan)品質量(liang)的(de)(de)影響并不(bu)敏感。在(zai)擠壓過程中，α相(xiang)(xiang)并不(bu)是導致缺(que)陷產(chan)生的(de)(de)直接(jie)原因。但在(zai)一些不(bu)利工藝(yi)因素的(de)(de)影響下，α相(xiang)(xiang)能夠促使缺(que)陷的(de)(de)形(xing)成。α相(xiang)(xiang)含(han)量(liang)高的(de)(de)321不(bu)銹鋼(gang)坯(pi)料(liao)擠壓后的(de)(de)鋼(gang)管顯(xian)微組織(zhi)如圖5-3所(suo)示。


3.jpg


 同時，在不(bu)同的(de)溫(wen)度變形條件下，采用α相為3級(ji)（體積分數(shu)為4%)的(de)1Cr18Ni10Ti不(bu)銹鋼坯料(liao)進(jin)行鋼管(guan)擠(ji)壓驗證試驗也(ye)進(jin)一(yi)(yi)步證明，α相含量對擠(ji)壓鋼管(guan)的(de)表(biao)面質(zhi)量沒有影響，若再進(jin)一(yi)(yi)步的(de)提高坯料(liao)中α相的(de)含量，將會引(yin)起擠(ji)壓不(bu)銹鋼管(guan)內表(biao)面出(chu)現少(shao)量輕微缺陷。