不銹鋼管是由熔化金屬凝固而成的鋼坯制成的,在此過程中會產生固有缺陷,這些缺陷的大部分在切除頭尾時會被去除,但仍有一定數量的缺陷殘留在不(bu)銹(xiu)鋼坯之中,隨鋼坯一起進入下道工序中。
表1-1介紹了不銹鋼管中常見固有缺陷的位置及成因。
1. 縮孔(kong)
液態金(jin)屬從澆注溫度凝固(gu)冷卻到室溫的過程中(zhong),體積會(hui)收(shou)縮(suo)。由于金(jin)屬的液態收(shou)縮(suo)和(he)凝固(gu)收(shou)縮(suo)之和(he)遠遠小于固(gu)態收(shou)縮(suo),在鑄件(jian)最后凝固(gu)的區(qu)域會(hui)出(chu)(chu)現空(kong)洞集中(zhong)。此(ci)時,如熔化金(jin)屬不足以補充填滿錠(ding)坯頭部,結(jie)果便形成空(kong)腔(qiang),通常此(ci)空(kong)腔(qiang)形狀呈倒(dao)錐(zhui)或圓(yuan)柱形。假如收(shou)縮(suo)空(kong)腔(qiang)在鋼(gang)坯出(chu)(chu)廠(chang)前未能全(quan)部切除,則(ze)其將在成品(pin)鋼(gang)管中(zhong)被延伸成空(kong)隙(xi),此(ci)空(kong)隙(xi)稱為縮(suo)孔(kong)。
2. 鑄造熱裂(lie)紋(wen)
鑄件在(zai)凝固(gu)(gu)后期,固(gu)(gu)相已(yi)基本形成骨架(jia),并開始線收縮(suo)。如果(guo)在(zai)此過程中(zhong)受到幾何(he)制約,使線收縮(suo)受阻,鑄件內將產生(sheng)熱(re)裂紋(wen),并通(tong)常出現在(zai)鑄件最后凝固(gu)(gu)的地方。根據熱(re)裂紋(wen)形成的位置,熱(re)裂紋(wen)可(ke)分為外熱(re)裂紋(wen)和內熱(re)裂紋(wen)。
外熱裂(lie)紋特征:裂(lie)口從鑄(zhu)(zhu)件(jian)表(biao)(biao)面開始,逐(zhu)漸延伸到(dao)內部,呈表(biao)(biao)面寬內部窄(zhai),裂(lie)紋被(bei)氧化而變(bian)色。鑄(zhu)(zhu)件(jian)表(biao)(biao)面有(you)單(dan)條(tiao)或多條(tiao)裂(lie)紋,裂(lie)紋長度短(duan)、不規(gui)則、有(you)分叉。
內熱裂(lie)紋(wen)(wen)特(te)征(zheng):內熱裂(lie)紋(wen)(wen)主要(yao)產生于(yu)(yu)厚實鑄件最后凝固的(de)(de)中心部(bu)位,或由于(yu)(yu)補縮不良,產生于(yu)(yu)縮孔尾部(bu)延伸入鑄件中。內熱裂(lie)紋(wen)(wen)走向無規律性,鋼坯內熱裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)(de)周圍可能硫磷偏析嚴(yan)重。
3. 氣孔
氣(qi)孔(kong),也(ye)稱氣(qi)眼,是鋼坯生產中(zhong)的主(zhu)要(yao)缺陷之一(yi),產生于鑄件內(nei)部、表面或近表面,呈大小不等的圓形(xing)(xing)、長(chang)形(xing)(xing)及(ji)不規則形(xing)(xing),有單個的,也(ye)有聚集成(cheng)(cheng)片的,孔(kong)壁光滑(hua),顏色(se)為白色(se)。根據形(xing)(xing)狀(zhuang)及(ji)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)原因一(yi)般分為氣(qi)孔(kong)、氣(qi)泡、針孔(kong)、氣(qi)疏松(song)和氣(qi)縮孔(kong)。
4. 夾雜物
在煉鋼過程中(zhong),少量爐(lu)渣、耐火材(cai)料及冶煉反(fan)應(ying)產物可能進入鋼液,形成非金(jin)(jin)屬夾雜(za)物。不同形態的(de)夾雜(za)物混雜(za)在金(jin)(jin)屬內部,破壞了(le)金(jin)(jin)屬的(de)連續性(xing)和完整性(xing)。夾雜(za)物會降低鋼管的(de)力學性(xing)能、特別是(shi)塑(su)性(xing)、韌性(xing)和疲(pi)勞極限(xian)。其他促使(shi)產生(sheng)非金(jin)(jin)屬夾雜(za)物的(de)原因是(shi):不良的(de)澆注方法和不適當的(de)澆注體系會使(shi)金(jin)(jin)屬液在錠模中(zhong)產生(sheng)湍流(liu)。
非金(jin)屬夾(jia)雜(za)(za)物的(de)(de)形(xing)狀以及它與(yu)周圍材(cai)料(liao)(liao)不連(lian)續和不相容的(de)(de)特(te)點(dian),使它所處部位的(de)(de)應力升高。這些夾(jia)雜(za)(za)物的(de)(de)存(cun)在,使鋼管承受高沖擊、靜態或疲勞應力的(de)(de)性(xing)能降低。夾(jia)雜(za)(za)物對(dui)上(shang)述性(xing)能的(de)(de)影響,取(qu)決于(yu)自身(shen)的(de)(de)尺寸、形(xing)狀、抗(kang)變形(xing)性(xing),與(yu)施(shi)加有關應力的(de)(de)方向(xiang)和材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)抗(kang)拉強(qiang)度有關。許多夾(jia)雜(za)(za)物也(ye)可(ke)使其所在金(jin)相組織,比之基體(ti)材(cai)料(liao)(liao)和其他(ta)部段更加復(fu)雜(za)(za)。每種金(jin)屬都具有自己特(te)有的(de)(de)夾(jia)雜(za)(za)物。
典型(xing)情況下,不銹鋼管中(zhong)的(de)(de)夾雜物因塑性變(bian)形而變(bian)成拉長的(de)(de)形狀,即在縱(zong)剖(pou)面上呈(cheng)帶狀或條狀,而在橫截面上則(ze)呈(cheng)較(jiao)圓的(de)(de)或扁平的(de)(de)形狀。