隨著石油、天然氣、鍋爐、建筑等行業的不斷發展,在使用條件、節能降耗、產品性能等方面對不銹鋼管提出了越來越高的要求。在常規熱軋不銹鋼管生產過程中,管坯成型歷經高溫穿孔、軋制以及定徑等工藝。產品受到圓形中空斷面形狀及生產工藝制約,缺乏更為有效的組織和性能調控手段,導致其性能提升僅能依靠添加合金元素及后續離線熱處理工序,給高品質不銹鋼管材開發以及生產成本、制造效率和能源消耗控制等帶來諸多不利影響。


  控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)與控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)工藝(yi)(yi)(控(kong)(kong)(kong)(kong)軋(ya)(ya)(ya)控(kong)(kong)(kong)(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng),TMCP)可(ke)綜合利用(yong)細晶強化、析出強化和(he)(he)(he)相變強化等強化機制(zhi),是有效(xiao)在(zai)(zai)線(xian)調控(kong)(kong)(kong)(kong)熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)(cai)組(zu)織、顯(xian)著提升材(cai)(cai)料(liao)性(xing)能(neng)的(de)(de)重要手(shou)段(duan)。經三十余年快速發展,控(kong)(kong)(kong)(kong)軋(ya)(ya)(ya)控(kong)(kong)(kong)(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)技(ji)術已廣泛應用(yong)于熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)板(ban)帶鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、型(xing)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、棒(bang)線(xian)材(cai)(cai)等領(ling)(ling)域(yu)。然而,熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)有別于熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)板(ban)帶鋼(gang)(gang)(gang)(gang)等鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)(cai)門(men)類,不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)變形(xing)和(he)(he)(he)成型(xing)后的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)工藝(yi)(yi)與常規控(kong)(kong)(kong)(kong)軋(ya)(ya)(ya)控(kong)(kong)(kong)(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)工藝(yi)(yi)示(shi)(shi)意圖(tu)如圖(tu)6-63所示(shi)(shi)。熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)高溫穿軋(ya)(ya)(ya)的(de)(de)生產工藝(yi)(yi)條件使得控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)技(ji)術的(de)(de)應用(yong)受到極大限(xian)制(zhi),環形(xing)斷面(mian)的(de)(de)形(xing)狀特(te)點(dian)使得控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)技(ji)術的(de)(de)開發難度很大,嚴重制(zhi)約了基(ji)于控(kong)(kong)(kong)(kong)軋(ya)(ya)(ya)控(kong)(kong)(kong)(kong)冷(leng)(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)在(zai)(zai)線(xian)組(zu)織性(xing)能(neng)調控(kong)(kong)(kong)(kong)技(ji)術在(zai)(zai)該領(ling)(ling)域(yu)的(de)(de)應用(yong)和(he)(he)(he)發展,熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)產品的(de)(de)強度、韌(ren)性(xing)和(he)(he)(he)焊接(jie)性(xing)等綜合性(xing)能(neng)的(de)(de)全面(mian)提升面(mian)臨瓶頸(jing)。因此(ci),實現熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)成型(xing)和(he)(he)(he)成型(xing)過程的(de)(de)在(zai)(zai)線(xian)組(zu)織性(xing)能(neng)調控(kong)(kong)(kong)(kong),是熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)領(ling)(ling)域(yu)長期以來的(de)(de)重點(dian)攻關方向(xiang)之一。


圖 63.jpg


  針對(dui)(dui)熱軋不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)在(zai)(zai)線(xian)組(zu)(zu)織(zhi)性能(neng)調(diao)控(kong)工業化技(ji)術,其(qi)相關機(ji)理(li)及(ji)核(he)心機(ji)制(zhi)(zhi)長期(qi)以來未(wei)取得有(you)效(xiao)突破(po)。首先,在(zai)(zai)控(kong)制(zhi)(zhi)軋制(zhi)(zhi)方(fang)面(mian),由于不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)在(zai)(zai)熱加工過(guo)(guo)程中需要(yao)經歷復雜(za)的(de)(de)(de)(de)成型工序(xu),為(wei)降(jiang)低(di)(di)變(bian)形(xing)抗力以保(bao)證(zheng)軋制(zhi)(zhi)工序(xu)的(de)(de)(de)(de)穩順(shun)進行,管(guan)(guan)坯的(de)(de)(de)(de)加熱溫度往往較高,同時要(yao)在(zai)(zai)盡可能(neng)高的(de)(de)(de)(de)溫度下連續完成穿孔及(ji)軋制(zhi)(zhi)過(guo)(guo)程,為(wei)此難以實現通過(guo)(guo)低(di)(di)溫軋制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)軋制(zhi)(zhi)工藝對(dui)(dui)奧氏體(ti)組(zu)(zu)織(zhi)狀(zhuang)態進行調(diao)控(kong)。其(qi)次,在(zai)(zai)控(kong)制(zhi)(zhi)冷卻(que)(que)方(fang)面(mian),盡管(guan)(guan)鋼管(guan)(guan)形(xing)狀(zhuang)簡單,但特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)環(huan)形(xing)斷面(mian)特征使得其(qi)均(jun)勻(yun)化冷卻(que)(que)機(ji)制(zhi)(zhi)顯(xian)著區別于板帶鋼及(ji)其(qi)他類型鋼材。例如,沿不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)圓周方(fang)向均(jun)勻(yun)對(dui)(dui)稱的(de)(de)(de)(de)冷卻(que)(que)水(shui)布置并不(bu)(bu)(bu)能(neng)使鋼管(guan)(guan)達到均(jun)勻(yun)化的(de)(de)(de)(de)冷卻(que)(que)效(xiao)果,這(zhe)其(qi)中必然存在(zai)(zai)異于傳(chuan)統理(li)念(nian)的(de)(de)(de)(de)環(huan)形(xing)斷面(mian)下的(de)(de)(de)(de)均(jun)勻(yun)化冷卻(que)(que)機(ji)制(zhi)(zhi)。由于鋼管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)均(jun)勻(yun)冷卻(que)(que)機(ji)理(li)及(ji)其(qi)控(kong)制(zhi)(zhi)方(fang)法的(de)(de)(de)(de)研究進展有(you)限,導致(zhi)控(kong)制(zhi)(zhi)冷卻(que)(que)過(guo)(guo)程中的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)織(zhi)性能(neng)均(jun)勻(yun)性以及(ji)冷卻(que)(que)不(bu)(bu)(bu)均(jun)造成的(de)(de)(de)(de)彎管(guan)(guan)事(shi)故(gu)無法有(you)效(xiao)解決,在(zai)(zai)較長時間制(zhi)(zhi)約了控(kong)制(zhi)(zhi)冷卻(que)(que)技(ji)術在(zai)(zai)熱軋不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)領(ling)域的(de)(de)(de)(de)發展和應用(yong)。