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(bu)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擠壓廠在生產不銹(xiu)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不銹鋼坯料中α相不多于5.0%,347不銹鋼、347H不銹鋼(gang)坯料(liao)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(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,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(le)進一(yi)步在工業條(tiao)件(jian)下驗(yan)證試驗(yan)結果,采(cai)用擠壓(ya)錐(zhui)形管(guan)(guan)(guan)方(fang)法,即使(shi)用模子直徑不變,擠壓(ya)芯(xin)棒為錐(zhui)形芯(xin)棒,擠壓(ya)坯料預(yu)鉆有錐(zhui)形孔。該方(fang)法能夠在一(yi)次試驗(yan)中使(shi)擠壓(ya)的(de)(de)(de)(de)延(yan)伸(shen)系(xi)數達到6~32。擠壓(ya)后檢(jian)查錐(zhui)形管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)內(nei)外表(biao)面,沒有發(fa)現較大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)差(cha)別(bie);不大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)缺(que)陷都類同(tong),沒有任何的(de)(de)(de)(de)規律,僅發(fa)現錐(zhui)形管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)內(nei)表(biao)面光(guang)潔度隨著延(yan)伸(shen)系(xi)數的(de)(de)(de)(de)增大(da)(da)有明(ming)顯改善的(de)(de)(de)(de)趨(qu)勢,而延(yan)伸(shen)系(xi)數的(de)(de)(de)(de)變化對(dui)錐(zhui)形管(guan)(guan)(guan)內(nei)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)質量(liang)沒有影響。試驗(yan)結果僅說(shuo)明(ming),錐(zhui)形孔空(kong)心坯表(biao)面光(guang)潔度和(he)玻璃潤滑劑的(de)(de)(de)(de)工作條(tiao)件(jian)對(dui)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)質量(liang)的(de)(de)(de)(de)影響要(yao)比α相(xiang)含量(liang)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)。
對(dui)不同級別α相含量(liang)的(de)4爐321不銹鋼坯(pi)料擠(ji)(ji)壓后的(de)鋼管(guan)(guan)(guan)表面(mian)進行檢查,其結果表明,在3150噸擠(ji)(ji)壓機(ji)上(shang)擠(ji)(ji)壓,α相含量(liang)最高的(de)坯(pi)料(為3.5級),有(you)12%的(de)擠(ji)(ji)壓鋼管(guan)(guan)(guan)在內表面(mian)上(shang)有(you)輕(qing)微(wei)缺(que)陷(xian)。沿長度方(fang)向(xiang)在輕(qing)微(wei)缺(que)陷(xian)處取金(jin)相顯(xian)微(wei)試樣,并進行試驗。其試驗結果表明,僅在錐形管(guan)(guan)(guan)內表面(mian)開始部分有(you)粗糙的(de)α相集聚,鋼管(guan)(guan)(guan)表面(mian)沒有(you)顯(xian)微(wei)撕(si)裂缺(que)陷(xian),α相呈拉伸(shen)細(xi)纖維狀。而個別鋼管(guan)(guan)(guan)內表面(mian)上(shang)記錄有(you)高的(de)α相含量(liang),并伴有(you)輕(qing)微(wei)的(de)細(xi)裂紋,但裂紋具有(you)區域性(xing)特點,并沒有(you)選擇性(xing)地(di)發(fa)生在α相區或相界(jie)。這說明有(you)其他的(de)工藝(yi)因(yin)素對(dui)裂紋起作用。
由上述分析可以看出,奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼坯(pi)料中α相(xiang)含量對產品(pin)質量的(de)影(ying)(ying)響并不(bu)(bu)(bu)敏感。在(zai)擠壓(ya)過程中,α相(xiang)并不(bu)(bu)(bu)是導致(zhi)缺陷產生的(de)直接原(yuan)因。但在(zai)一些不(bu)(bu)(bu)利工藝因素的(de)影(ying)(ying)響下,α相(xiang)能(neng)夠(gou)促使缺陷的(de)形成。α相(xiang)含量高(gao)的(de)321不(bu)(bu)(bu)銹鋼坯(pi)料擠壓(ya)后的(de)鋼管顯微組織如圖(tu)5-3所示。
同時,在(zai)不(bu)(bu)同的(de)(de)溫度變形(xing)條件下(xia),采用α相(xiang)為3級(體(ti)積分數為4%)的(de)(de)1Cr18Ni10Ti不(bu)(bu)銹(xiu)鋼坯(pi)(pi)料(liao)進(jin)(jin)行(xing)鋼管(guan)擠(ji)壓(ya)驗證試驗也進(jin)(jin)一(yi)(yi)步證明(ming),α相(xiang)含量對擠(ji)壓(ya)鋼管(guan)的(de)(de)表(biao)面質量沒有(you)影響(xiang),若再進(jin)(jin)一(yi)(yi)步的(de)(de)提高坯(pi)(pi)料(liao)中α相(xiang)的(de)(de)含量,將會(hui)引起擠(ji)壓(ya)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)內表(biao)面出現少(shao)量輕微缺陷。