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介紹了不銹鋼(gang)管中常見固有缺陷的位置及成因。
1. 縮孔
液態金屬(shu)(shu)從(cong)澆注溫(wen)(wen)度凝固(gu)(gu)冷卻到室溫(wen)(wen)的(de)過程中(zhong),體積會收縮(suo)。由于(yu)金屬(shu)(shu)的(de)液態收縮(suo)和(he)凝固(gu)(gu)收縮(suo)之和(he)遠(yuan)遠(yuan)小(xiao)于(yu)固(gu)(gu)態收縮(suo),在(zai)(zai)(zai)鑄件最后凝固(gu)(gu)的(de)區域會出現空(kong)(kong)洞集(ji)中(zhong)。此(ci)時,如熔化金屬(shu)(shu)不足以補充填滿(man)錠坯頭(tou)部,結果便形(xing)成(cheng)空(kong)(kong)腔(qiang)(qiang),通常此(ci)空(kong)(kong)腔(qiang)(qiang)形(xing)狀呈(cheng)倒錐(zhui)或圓(yuan)柱形(xing)。假(jia)如收縮(suo)空(kong)(kong)腔(qiang)(qiang)在(zai)(zai)(zai)鋼(gang)坯出廠前未能全部切除,則(ze)其將在(zai)(zai)(zai)成(cheng)品鋼(gang)管中(zhong)被延伸(shen)成(cheng)空(kong)(kong)隙,此(ci)空(kong)(kong)隙稱為(wei)縮(suo)孔。
2. 鑄(zhu)造(zao)熱裂(lie)紋
鑄(zhu)件(jian)在(zai)(zai)凝固(gu)后(hou)期,固(gu)相(xiang)已基(ji)本形(xing)成骨架,并開始(shi)線收(shou)縮。如果在(zai)(zai)此過(guo)程(cheng)中受到幾何(he)制約,使(shi)線收(shou)縮受阻,鑄(zhu)件(jian)內將產生熱(re)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen),并通常出現在(zai)(zai)鑄(zhu)件(jian)最后(hou)凝固(gu)的(de)地方(fang)。根據熱(re)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)形(xing)成的(de)位置,熱(re)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)可分為外熱(re)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)和內熱(re)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)。
外熱裂紋(wen)(wen)特征:裂口從鑄件表(biao)面(mian)開(kai)始,逐漸(jian)延伸到內(nei)(nei)部,呈(cheng)表(biao)面(mian)寬內(nei)(nei)部窄,裂紋(wen)(wen)被氧化而變(bian)色。鑄件表(biao)面(mian)有(you)單條或多條裂紋(wen)(wen),裂紋(wen)(wen)長度短(duan)、不規則、有(you)分叉(cha)。
內熱(re)裂紋特征:內熱(re)裂紋主(zhu)要產(chan)生(sheng)于(yu)厚實鑄件最后凝固(gu)的(de)中心(xin)部位,或由于(yu)補縮不良,產(chan)生(sheng)于(yu)縮孔尾部延伸入鑄件中。內熱(re)裂紋走向無規(gui)律(lv)性,鋼坯內熱(re)裂紋的(de)周圍(wei)可能硫磷偏析嚴重(zhong)。
3. 氣孔
氣(qi)孔(kong),也稱氣(qi)眼,是鋼坯(pi)生產中的(de)主(zhu)要缺(que)陷之一,產生于鑄件內部、表(biao)(biao)面或近表(biao)(biao)面,呈大(da)小不等的(de)圓(yuan)形(xing)、長形(xing)及不規則(ze)形(xing),有單個的(de),也有聚集(ji)成片的(de),孔(kong)壁(bi)光滑,顏(yan)色(se)為白(bai)色(se)。根據(ju)形(xing)狀及形(xing)成原因(yin)一般分(fen)為氣(qi)孔(kong)、氣(qi)泡(pao)、針孔(kong)、氣(qi)疏松和(he)氣(qi)縮孔(kong)。
4. 夾雜物
在煉(lian)鋼過程中,少量爐(lu)渣、耐(nai)火材料及(ji)冶煉(lian)反應產物(wu)(wu)可能進入鋼液(ye),形(xing)成非(fei)金(jin)屬(shu)(shu)夾(jia)雜物(wu)(wu)。不同形(xing)態的(de)(de)夾(jia)雜物(wu)(wu)混(hun)雜在金(jin)屬(shu)(shu)內部(bu),破壞了金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)連續性(xing)(xing)(xing)和完整性(xing)(xing)(xing)。夾(jia)雜物(wu)(wu)會降低鋼管的(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能、特別是塑性(xing)(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)(xing)和疲勞極限。其他促使(shi)(shi)產生非(fei)金(jin)屬(shu)(shu)夾(jia)雜物(wu)(wu)的(de)(de)原因是:不良的(de)(de)澆注方法(fa)和不適當的(de)(de)澆注體系會使(shi)(shi)金(jin)屬(shu)(shu)液(ye)在錠模中產生湍流。
非金屬夾雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)形(xing)狀以(yi)及它(ta)與(yu)周圍材料(liao)不連續(xu)和(he)不相(xiang)容的(de)(de)(de)(de)特(te)點,使(shi)它(ta)所處部(bu)位(wei)的(de)(de)(de)(de)應力升高。這些夾雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)存在(zai),使(shi)鋼管(guan)承受(shou)高沖擊、靜態或疲勞應力的(de)(de)(de)(de)性(xing)能降低。夾雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)對上述性(xing)能的(de)(de)(de)(de)影(ying)響,取決于(yu)自(zi)(zi)身的(de)(de)(de)(de)尺寸、形(xing)狀、抗(kang)變(bian)形(xing)性(xing),與(yu)施加有關應力的(de)(de)(de)(de)方向和(he)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)拉強度有關。許多(duo)夾雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)也可使(shi)其(qi)所在(zai)金相(xiang)組織,比之基體材料(liao)和(he)其(qi)他部(bu)段(duan)更加復雜(za)(za)(za)。每種金屬都具有自(zi)(zi)己特(te)有的(de)(de)(de)(de)夾雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)。
典(dian)型情況下(xia),不銹鋼管(guan)中的(de)(de)夾雜(za)物(wu)因塑性變(bian)形而變(bian)成拉長(chang)的(de)(de)形狀,即在縱剖(pou)面上呈帶狀或條狀,而在橫截面上則(ze)呈較(jiao)圓(yuan)的(de)(de)或扁平的(de)(de)形狀。