這里所指的不銹鋼管材加工成型,包括管材彎曲、旋壓、擴徑、減徑和拉拔等,并且不銹鋼管(guan)的材質僅僅限于標準的300和400系列不銹鋼。
1. 成(cheng)型(xing)管材的(de)選擇
成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)之前,首(shou)先(xian)要(yao)考(kao)慮的因素(su)之一是(shi)(shi)對何種形式不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)材進(jin)行(xing)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)。也(ye)就是(shi)(shi)說,是(shi)(shi)對無縫鋼管(guan),還(huan)是(shi)(shi)焊接鋼管(guan)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing);是(shi)(shi)對拉拔(ba)鋼管(guan),還(huan)是(shi)(shi)熱(re)處理(li)的鋼管(guan)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)。
一般來說,幾乎每一種標準牌號的不銹鋼都可用一種或幾種常見的加工方法制作不銹鋼管。這些加工方法有棒材穿孔、管坯擠壓和冷軋帶鋼焊接等加工方法。然而,各種生產方法的原材料利用率是各不相同的,而且這些方法或許可以互用,或許根本不能互用。然而,經過對每一種不銹鋼的分析,可以肯定地說,至少已經有三種以上的方法可以用來加工成型鋼管。至于每一種方法是如何成功地加工出不銹鋼管,則是一個不同的工藝問題。
因此(ci),可(ke)(ke)以(yi)肯定,采(cai)用(yong)一(yi)種(zhong)加工方式,使用(yong)一(yi)種(zhong)成型(xing)(xing)設(she)備是不可(ke)(ke)能(neng)(neng)加工生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)出所(suo)有材質、類型(xing)(xing)或(huo)尺寸的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan),也不可(ke)(ke)能(neng)(neng)同時加工生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)各種(zhong)性能(neng)(neng)的(de)(de)無縫或(huo)焊(han)接鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)。所(suo)以(yi),生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)費用(yong)的(de)(de)估算不應該基于可(ke)(ke)能(neng)(neng)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)品類型(xing)(xing)上,還(huan)必(bi)須考慮某種(zhong)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)設(she)備的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力和經濟效益(yi)。
易切削牌(pai)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)可(ke)(ke)(ke)以(yi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)成(cheng)無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),它(ta)在尺寸方(fang)(fang)(fang)面采(cai)用(yong)擠(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法比穿孔方(fang)(fang)(fang)法更容易達到。另一方(fang)(fang)(fang)面,這(zhe)些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種由于(yu)含有(you)非(fei)金屬(shu)夾雜物,是(shi)絕對不(bu)(bu)適宜(yi)采(cai)用(yong)焊接(jie)(jie)方(fang)(fang)(fang)式加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)生產(chan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)。具有(you)強的(de)(de)(de)(de)(de)空淬性,并(bing)有(you)較(jiao)(jiao)高碳含量的(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang) 20Cr13(420)和(he)108Cr17(400C)型(xing),可(ke)(ke)(ke)用(yong)來生產(chan)無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),但(dan)不(bu)(bu)能(neng)生產(chan)焊接(jie)(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),根據生產(chan)廠的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)能(neng)力(li),10Cr17(430)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)既有(you)可(ke)(ke)(ke)能(neng)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)成(cheng)無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),也可(ke)(ke)(ke)能(neng)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)為(wei)焊接(jie)(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),或(huo)者兩者都不(bu)(bu)可(ke)(ke)(ke)能(neng)。有(you)些工(gong)(gong)(gong)(gong)廠不(bu)(bu)愿意加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)生產(chan)400鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊接(jie)(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)。所以(yi),440鋼(gang)(gang)(gang)(gang)可(ke)(ke)(ke)生產(chan)無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),但(dan)不(bu)(bu)能(neng)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)成(cheng)焊接(jie)(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)10Cr17(430)和(he)16Cr25N(446)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在焊接(jie)(jie)區域(yu),有(you)較(jiao)(jiao)大(da)晶粒和(he)脆化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)。一般來說,普通的(de)(de)(de)(de)(de)18-8期及其穩定化(hua)處理后的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)都可(ke)(ke)(ke)以(yi)用(yong)來加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)制(zhi)作無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)或(huo)焊接(jie)(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)。像沉淀硬化(hua)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)許(xu)多非(fei)標準鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種,由于(yu)不(bu)(bu)是(shi)單相合金,因(yin)此它(ta)們往(wang)往(wang)不(bu)(bu)可(ke)(ke)(ke)能(neng)進行穿孔,就(jiu)是(shi)擠(ji)壓(ya)成(cheng)型(xing)也有(you)一些困難(nan),但(dan)可(ke)(ke)(ke)用(yong)焊接(jie)(jie)方(fang)(fang)(fang)法順利地加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)制(zhi)作不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)。當鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)徑很(hen)大(da)或(huo)者管(guan)(guan)壁較(jiao)(jiao)厚時,是(shi)不(bu)(bu)能(neng)用(yong)焊接(jie)(jie)方(fang)(fang)(fang)法來加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)生產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)。
2. 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)管的回火效應
由于(yu)(yu)冷(leng)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)引起的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)硬化(hua),就(jiu)(jiu)意味著在隨后(hou)成(cheng)型(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)要進(jin)行(xing)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)處理。所(suo)以(yi)(yi)(yi)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)對成(cheng)型(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)方法和(he)費用有(you)(you)著直接的(de)(de)(de)(de)(de)影響。人們(men)都知道,當金屬接近或低于(yu)(yu)室溫變形時(shi),就(jiu)(jiu)會(hui)產生(sheng)硬化(hua),使金屬材料的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度和(he)硬度增高。實際上,并(bing)(bing)不(bu)是所(suo)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)都能(neng)進(jin)行(xing)所(suo)希望的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)型(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)。如(ru)鐵素體400系列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan),在冷(leng)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)時(shi),只能(neng)有(you)(you)較小的(de)(de)(de)(de)(de)變形量(liang)(liang),否則就(jiu)(jiu)會(hui)發生(sheng)突然破壞或開裂。像10Cr17(430)和(he)16Cr25N(446)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)自(zi)身就(jiu)(jiu)有(you)(you)缺口敏感性,因此它們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)供貨狀(zhuang)態應為退(tui)火(huo)狀(zhuang)態。當必須對它們(men)進(jin)行(xing)成(cheng)型(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)時(shi),必須進(jin)行(xing)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)處理。硬化(hua)馬氏體鋼(gang)(gang)也是以(yi)(yi)(yi)退(tui)火(huo)狀(zhuang)態供貨,否則這些鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)就(jiu)(jiu)是以(yi)(yi)(yi)常化(hua)加(jia)(jia)(jia)固化(hua),或者以(yi)(yi)(yi)淬火(huo)加(jia)(jia)(jia)固化(hua)狀(zhuang)態交貨。然而奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan),它們(men)能(neng)在較大的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)硬度范(fan)圍(wei)供貨。表(biao)5-2列出了與(yu)奧氏體300系列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)各種(zhong)(zhong)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)有(you)(you)關的(de)(de)(de)(de)(de)機械性能(neng),并(bing)(bing)不(bu)是所(suo)有(you)(you)尺寸和(he)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)在回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)后(hou)都可(ke)以(yi)(yi)(yi)成(cheng)型(xing)(xing)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)。然而,含(han)合金量(liang)(liang)較少的(de)(de)(de)(de)(de)12Cr17Mn6Ni5N(201)、12Cr1Mn9Ni5(202)、12Cr17Ni7(301)、12Cr19Ni9(302)和(he)06Cr19Nil0(304)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong)非常適合于(yu)(yu)冷(leng)拔;對于(yu)(yu)合金含(han)量(liang)(liang)較高、冷(leng)加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)硬化(hua)速率低的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)(zhong),并(bing)(bing)沒(mei)有(you)(you)廣泛(fan)地用于(yu)(yu)生(sheng)產大于(yu)(yu)1/2冷(leng)作硬化(hua)狀(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)(de)回(hui)(hui)(hui)(hui)火(huo)產品。10Cr18Ni12(305)、06Cr17Ni12Mo2(316)、06Cr19Ni13Mo3(317)和(he)20Cr25Ni20(310)鋼(gang)(gang)屬于(yu)(yu)后(hou)一類。隨著鎳(nie)含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)(jia),加(jia)(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)硬化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)就(jiu)(jiu)會(hui)減(jian)輕(qing)。
冷拔奧(ao)氏體不銹鋼管的性能,見表(biao)5-2。
應(ying)該提(ti)及的(de)(de)是,一些非標(biao)準(zhun)鉻-錳(meng)奧氏體不(bu)銹鋼(gang),明(ming)顯(xian)地擴大了冷拔鋼(gang)管的(de)(de)加工范圍。
圖(tu)5-45表示(shi)出,由(you)大尺寸鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)經冷拔(ba)加工成小(xiao)直徑鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)“回火(huo)(huo)-尺寸”的(de)關系圖(tu)。小(xiao)尺寸鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)在(zai)加工生產(chan)時(shi)(shi),這個(ge)規律可能有點(dian)變化。當生產(chan)大于退火(huo)(huo)硬度的(de)小(xiao)尺寸鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)時(shi)(shi),特別是希望有1/2冷硬性能時(shi)(shi),就應該考慮用專門生產(chan)小(xiao)尺寸不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)設備。
由(you)于原材(cai)料的(de)(de)利(li)用率,即成材(cai)率是(shi)一個必(bi)要的(de)(de)條件,所以希望上(shang)述的(de)(de)基本知識(shi)有(you)助于提高(gao)管子的(de)(de)成材(cai)率。
在冷拔不銹(xiu)鋼管加工時,必須考慮加工尺寸對鋼管生產的限制。由于加工的限制,潤滑劑性能和上述分析的內在因素,只有某些尺寸的不銹鋼管在各種回火狀態下是可以進行冷拔加工的。