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銹鋼(gang)坯之中,隨鋼坯一起進入下道工序中。
表1-1介紹了不銹(xiu)鋼管中常見固有缺陷的位置及成因。
1. 縮孔
液態金屬(shu)從澆(jiao)注溫度凝(ning)(ning)固(gu)冷卻(que)到室溫的過程(cheng)中(zhong),體積會(hui)收(shou)縮(suo)。由(you)于金屬(shu)的液態收(shou)縮(suo)和凝(ning)(ning)固(gu)收(shou)縮(suo)之和遠遠小于固(gu)態收(shou)縮(suo),在鑄件最后凝(ning)(ning)固(gu)的區(qu)域會(hui)出現空(kong)(kong)(kong)洞集中(zhong)。此時,如熔化金屬(shu)不足以補充填滿錠坯頭部,結果便(bian)形(xing)(xing)成(cheng)空(kong)(kong)(kong)腔,通(tong)常(chang)此空(kong)(kong)(kong)腔形(xing)(xing)狀呈倒錐或圓柱(zhu)形(xing)(xing)。假如收(shou)縮(suo)空(kong)(kong)(kong)腔在鋼坯出廠前未能(neng)全部切除,則其將在成(cheng)品鋼管中(zhong)被延伸成(cheng)空(kong)(kong)(kong)隙,此空(kong)(kong)(kong)隙稱為縮(suo)孔。
2. 鑄造(zao)熱裂紋(wen)
鑄(zhu)件(jian)在(zai)凝(ning)固(gu)后期(qi),固(gu)相已基(ji)本形成骨架,并開始線收縮。如果在(zai)此過(guo)程中受(shou)到幾何制約,使線收縮受(shou)阻,鑄(zhu)件(jian)內(nei)將產生(sheng)熱裂紋(wen),并通常(chang)出現在(zai)鑄(zhu)件(jian)最(zui)后凝(ning)固(gu)的地方(fang)。根據熱裂紋(wen)形成的位置(zhi),熱裂紋(wen)可分為外熱裂紋(wen)和(he)內(nei)熱裂紋(wen)。
外熱(re)裂(lie)(lie)紋(wen)特征:裂(lie)(lie)口從鑄件(jian)表面(mian)開始,逐漸延伸到內部,呈表面(mian)寬內部窄,裂(lie)(lie)紋(wen)被氧化(hua)而變色。鑄件(jian)表面(mian)有單條或多條裂(lie)(lie)紋(wen),裂(lie)(lie)紋(wen)長度(du)短、不規則、有分叉(cha)。
內(nei)熱(re)裂(lie)紋特征:內(nei)熱(re)裂(lie)紋主要產(chan)生于厚(hou)實鑄件最(zui)后凝(ning)固的中心(xin)部位,或由于補縮(suo)不良,產(chan)生于縮(suo)孔(kong)尾部延伸入(ru)鑄件中。內(nei)熱(re)裂(lie)紋走向無規律性(xing),鋼坯內(nei)熱(re)裂(lie)紋的周圍可能硫(liu)磷(lin)偏(pian)析嚴重。
3. 氣孔
氣(qi)(qi)孔,也(ye)稱氣(qi)(qi)眼,是鋼(gang)坯生(sheng)產中(zhong)的(de)主要缺(que)陷之一,產生(sheng)于鑄件內部、表(biao)面(mian)或近(jin)表(biao)面(mian),呈(cheng)大小不等的(de)圓形(xing)、長形(xing)及不規則形(xing),有(you)單個的(de),也(ye)有(you)聚集成片(pian)的(de),孔壁(bi)光滑,顏色為(wei)白(bai)色。根據形(xing)狀及形(xing)成原因一般分(fen)為(wei)氣(qi)(qi)孔、氣(qi)(qi)泡、針孔、氣(qi)(qi)疏松(song)和氣(qi)(qi)縮孔。
4. 夾雜物
在煉(lian)鋼過程中,少(shao)量爐渣、耐火材料及冶煉(lian)反應產(chan)物(wu)可能進入鋼液,形成(cheng)非(fei)(fei)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)夾雜物(wu)。不同形態的夾雜物(wu)混雜在金(jin)屬(shu)(shu)(shu)內部,破壞了金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的連續性和完整性。夾雜物(wu)會(hui)降低鋼管的力學性能、特(te)別是塑性、韌(ren)性和疲勞(lao)極(ji)限。其他促使(shi)產(chan)生非(fei)(fei)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)夾雜物(wu)的原因是:不良(liang)的澆注方(fang)法和不適當(dang)的澆注體系會(hui)使(shi)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)液在錠模中產(chan)生湍流。
非金屬夾雜(za)物的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)以及它與周(zhou)圍材料不連續和不相容(rong)的(de)(de)(de)(de)(de)特點,使(shi)它所處部位的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)升高(gao)。這些夾雜(za)物的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai),使(shi)鋼管承受高(gao)沖(chong)擊、靜態(tai)或疲勞(lao)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)性能降低。夾雜(za)物對上(shang)述性能的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang),取決于自身的(de)(de)(de)(de)(de)尺寸、形(xing)狀(zhuang)、抗變(bian)形(xing)性,與施(shi)加有關(guan)(guan)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)方向和材料的(de)(de)(de)(de)(de)抗拉強度有關(guan)(guan)。許多夾雜(za)物也可使(shi)其所在(zai)金相組織(zhi),比之基體材料和其他部段更加復雜(za)。每種金屬都(dou)具有自己特有的(de)(de)(de)(de)(de)夾雜(za)物。
典型情(qing)況下,不銹(xiu)鋼管中(zhong)的(de)夾雜物因塑(su)性(xing)變形(xing)(xing)(xing)而變成拉(la)長的(de)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang),即在(zai)縱剖面上(shang)呈帶狀(zhuang)(zhuang)或(huo)條狀(zhuang)(zhuang),而在(zai)橫(heng)截面上(shang)則呈較圓的(de)或(huo)扁平的(de)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)。