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(xiu)鋼管(guan)和型材時,要求304不銹鋼304L不銹鋼316不銹鋼316L不銹(xiu)鋼坯料中α相不多于5.0%,347不(bu)銹鋼、347H不(bu)銹鋼坯料中α相不多于3.0%。


為了研究坯料中α相含量對擠壓(ya)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(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(tiao)件(jian)(jian)下驗證試驗結果(guo),采(cai)用擠(ji)(ji)壓錐形(xing)(xing)(xing)管(guan)方法,即使用模子直徑不(bu)變,擠(ji)(ji)壓芯棒為(wei)錐形(xing)(xing)(xing)芯棒,擠(ji)(ji)壓坯料預(yu)鉆(zhan)有(you)錐形(xing)(xing)(xing)孔。該方法能(neng)夠在(zai)一(yi)次試驗中使擠(ji)(ji)壓的(de)(de)(de)(de)延伸系數達(da)到6~32。擠(ji)(ji)壓后檢(jian)查錐形(xing)(xing)(xing)管(guan)的(de)(de)(de)(de)內外表面(mian),沒(mei)有(you)發(fa)現較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)差(cha)別;不(bu)大的(de)(de)(de)(de)缺陷都類同,沒(mei)有(you)任何的(de)(de)(de)(de)規律,僅(jin)發(fa)現錐形(xing)(xing)(xing)管(guan)的(de)(de)(de)(de)內表面(mian)光潔度(du)隨(sui)著延伸系數的(de)(de)(de)(de)增大有(you)明(ming)顯改善(shan)的(de)(de)(de)(de)趨勢,而延伸系數的(de)(de)(de)(de)變化對錐形(xing)(xing)(xing)管(guan)內表面(mian)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量沒(mei)有(you)影響。試驗結果(guo)僅(jin)說明(ming),錐形(xing)(xing)(xing)孔空心坯表面(mian)光潔度(du)和(he)玻璃潤滑劑的(de)(de)(de)(de)工作條(tiao)件(jian)(jian)對不(bu)銹鋼管(guan)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)影響要比(bi)α相(xiang)含量的(de)(de)(de)(de)大。


 對(dui)(dui)不(bu)同級別(bie)α相含(han)(han)量(liang)的(de)4爐321不(bu)銹(xiu)鋼坯料(liao)擠壓(ya)(ya)后(hou)的(de)鋼管(guan)表面進行檢查,其結果表明,在(zai)(zai)3150噸擠壓(ya)(ya)機(ji)上(shang)擠壓(ya)(ya),α相含(han)(han)量(liang)最高的(de)坯料(liao)(為3.5級),有(you)(you)12%的(de)擠壓(ya)(ya)鋼管(guan)在(zai)(zai)內(nei)表面上(shang)有(you)(you)輕微(wei)缺陷(xian)(xian)。沿(yan)長度方向在(zai)(zai)輕微(wei)缺陷(xian)(xian)處取金相顯微(wei)試樣,并(bing)(bing)進行試驗(yan)。其試驗(yan)結果表明,僅在(zai)(zai)錐(zhui)形管(guan)內(nei)表面開(kai)始部(bu)分有(you)(you)粗糙的(de)α相集聚,鋼管(guan)表面沒(mei)有(you)(you)顯微(wei)撕裂(lie)缺陷(xian)(xian),α相呈拉伸細纖維狀。而個別(bie)鋼管(guan)內(nei)表面上(shang)記錄有(you)(you)高的(de)α相含(han)(han)量(liang),并(bing)(bing)伴有(you)(you)輕微(wei)的(de)細裂(lie)紋,但(dan)裂(lie)紋具有(you)(you)區域性特點,并(bing)(bing)沒(mei)有(you)(you)選擇性地發(fa)生(sheng)在(zai)(zai)α相區或相界。這說明有(you)(you)其他的(de)工(gong)藝(yi)因素對(dui)(dui)裂(lie)紋起作用。


 由(you)上(shang)述(shu)分析可以(yi)看出,奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)坯(pi)料中(zhong)α相(xiang)(xiang)含量(liang)(liang)對產(chan)(chan)品質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)并不(bu)(bu)敏感。在(zai)(zai)擠壓(ya)過程(cheng)中(zhong),α相(xiang)(xiang)并不(bu)(bu)是導致缺陷(xian)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)直(zhi)接原因(yin)。但(dan)在(zai)(zai)一些不(bu)(bu)利(li)工藝因(yin)素的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)下,α相(xiang)(xiang)能夠(gou)促使缺陷(xian)的(de)(de)(de)形成。α相(xiang)(xiang)含量(liang)(liang)高(gao)的(de)(de)(de)321不(bu)(bu)銹鋼(gang)坯(pi)料擠壓(ya)后的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)顯微組織如(ru)圖5-3所示。


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 同(tong)時,在不同(tong)的(de)(de)溫度(du)變形(xing)條件下,采用α相為3級(體積分數為4%)的(de)(de)1Cr18Ni10Ti不銹鋼(gang)坯(pi)料(liao)進行鋼(gang)管擠壓驗(yan)證(zheng)試(shi)驗(yan)也進一步證(zheng)明,α相含量對擠壓鋼(gang)管的(de)(de)表面質量沒有影響,若(ruo)再進一步的(de)(de)提高坯(pi)料(liao)中α相的(de)(de)含量,將(jiang)會引起(qi)擠壓不銹鋼(gang)管內表面出現少量輕微缺陷(xian)。