根據不(bu)銹鋼管生產流程,工廠在加工過程的缺陷有預制工序缺陷和后續工序缺陷
預制工序的缺陷定義為:鋼坯中固有的缺陷經加熱或冷卻仍存在者;不銹鋼管在軋制過程中新產生的特有缺陷。
表1-2介紹(shao)了預制工(gong)序中形成的缺陷的位置(zhi)及成因(yin)。
1. 裂紋
不銹鋼(gang)坯(pi)加(jia)工時(shi),如(ru)氣孔、裂紋之類(lei)固有(you)的表(biao)面缺陷(xian)(xian),經軋(ya)(ya)制(zhi)和拉拔后呈縱(zong)向分布(bu),此(ci)時(shi),軋(ya)(ya)制(zhi)作業的材料(liao)表(biao)面便產(chan)生凹陷(xian)(xian)。由于這一缺陷(xian)(xian)的圓滑過渡不佳或尺寸過大(da),因此(ci)可(ke)能以此(ci)為源頭(tou),在成(cheng)品和半(ban)成(cheng)品不銹鋼(gang)管上產(chan)生裂紋。
2. 分層
分層是(shi)典型(xing)的(de)、平行于鋼管(guan)表面(mian)的(de)分離(li),它是(shi)氣孔(kong)、裂開的(de)縮孔(kong)、非金屬夾雜物或裂紋(wen)等內部不連續在(zai)軋制過(guo)程中(zhong)被延伸和(he)壓扁而(er)成。分層可以在(zai)表面(mian)或近表面(mian),一般是(shi)扁平的(de),而(er)且非常薄。
3. 發紋(wen)
發(fa)紋(wen)主要出現(xian)在(zai)鋼管近表面,是由于(yu)軋制時將非金屬(shu)夾雜(za)物壓扁和拉長而(er)形成的(de)。典型的(de)發(fa)紋(wen)呈斷續(xu)的(de)直線狀,與鋼管的(de)軸線方向平行(xing)。
4. 杯形裂紋
杯形(xing)裂紋大(da)都發(fa)生在擠壓或冷(leng)拔(ba)作(zuo)業期間,是由于(yu)金屬內部不能像表面一(yi)樣快速形(xing)變,以(yi)致(zhi)產生內應力(li),從而(er)導致(zhi)形(xing)成橫(heng)向杯形(xing)裂紋。
5. 冷卻裂紋
毛管(guan)軋制完成(cheng)之(zhi)后,若冷卻(que)(que)不均勻(yun),便因內應(ying)力(li)而造成(cheng)冷卻(que)(que)裂紋。典型的(de)冷卻(que)(que)裂紋呈縱向,往(wang)往(wang)很深且(qie)很長,雖然很易(yi)與(yu)裂紋混(hun)同,但冷卻(que)(que)裂紋表面不顯示氧化現象。
6. 折疊
不銹鋼管軋(ya)制(zhi)折疊(die)是金屬被(bei)重疊(die),即金屬間被(bei)緊(jin)緊(jin)擠(ji)壓在一(yi)起但仍未熔合(he)的區域。毛管通過軋(ya)機時,擠(ji)出過多的材(cai)料,如果緊(jin)接著進行滾壓,則凸瘤(liu)或翅形部位將(jiang)被(bei)擠(ji)壓到坯料表(biao)面(mian)上,由(you)于表(biao)面(mian)嚴重氧化,故(gu)不能與軋(ya)制(zhi)表(biao)面(mian)彌合(he),從而(er)形成折疊(die)。軋(ya)制(zhi)折疊(die)往往呈線(xian)性狀或稍有(you)曲折,縱向,平行于制(zhi)件表(biao)面(mian)或與表(biao)面(mian)有(you)小的夾角。
在熱處(chu)理、機械加(jia)(jia)工(gong)(gong)、鍍層和精加(jia)(jia)工(gong)(gong)作(zuo)業中的(de)不連(lian)續(xu)(xu),都屬于后(hou)續(xu)(xu)工(gong)(gong)序(xu)的(de)不連(lian)續(xu)(xu)。這類不連(lian)續(xu)(xu)的(de)代價極為昂(ang)貴,使前道工(gong)(gong)序(xu)完全(quan)作(zuo)廢。
后續工(gong)序中形成的(de)缺陷(xian)位置及(ji)成因(yin)見(jian)表1-3。
1. 熱(re)處理裂紋(wen)和淬(cui)火裂紋(wen)
為了使不銹鋼(gang)(gang)管獲(huo)得規定的(de)硬度和(he)金(jin)相(xiang)組(zu)織(zhi),需要對鋼(gang)(gang)管進(jin)行熱處理。在(zai)實施這(zhe)(zhe)種作(zuo)業時(shi),金(jin)屬在(zai)受控條件下(xia)加(jia)熱和(he)冷(leng)卻。然(ran)而,在(zai)某些情況下(xia),當這(zhe)(zhe)種處理產生的(de)應力(li)超過材料的(de)抗拉(la)強(qiang)度時(shi),便形成裂紋。與此相(xiang)似,若部(bu)件被加(jia)熱到很高溫度,然(ran)后(在(zai)空氣、油或水中(zhong))急冷(leng),則可能產生淬火裂紋。
淬火(huo)裂(lie)紋作(zuo)為應力集中之(zhi)處(chu),能成(cheng)為疲(pi)勞裂(lie)紋的來源和擴(kuo)展點,而且也可能成(cheng)為過載失效的起始點。某(mou)些(xie)淬火(huo)作(zuo)業嚴重失誤時,可使部(bu)件在處(chu)理(li)時就爆(bao)裂(lie)。
熱(re)處(chu)理(li)(li)裂(lie)紋(wen)和淬火(huo)裂(lie)紋(wen),通常(chang)易產生于(yu)(yu)截面薄的部位或(huo)材(cai)料厚度變化之處(chu),如轉角、臺階、槽(cao),這是由于(yu)(yu)這些區域冷卻較快因而(er)首先(xian)相變。熱(re)處(chu)理(li)(li)或(huo)淬火(huo)作業時,材(cai)料的運動被約束(shu),也(ye)會(hui)影響裂(lie)紋(wen)位置。熱(re)處(chu)理(li)(li)裂(lie)紋(wen)或(huo)淬火(huo)裂(lie)紋(wen)是典型(xing)的呈分叉狀(zhuang)的表(biao)面指示,在(zai)試件(jian)上隨(sui)機地呈任(ren)何方向(xiang)。
2. 機(ji)加工撕(si)裂
鈍的機加工(gong)刀具(ju)切削不銹鋼(gang)管(guan)時,或(huo)多(duo)或(huo)少(shao)地會使鋼(gang)管(guan)表(biao)面產(chan)生粗糙不平(ping)的劃(hua)痕,這是由于鋼(gang)管(guan)加工(gong)表(biao)面被硬化所致,而(er)硬化度(du)取決于切削量的大小、刀具(ju)和鋼(gang)管(guan)的材料。
粗(cu)加(jia)工(gong)時過深的(de)切削紋路和殘留刀痕,具有增(zeng)大應力的(de)作(zuo)用,會促使部件過早失效。機加(jia)工(gong)撕裂雖(sui)然檢(jian)測較難,但必(bi)須精確、細致地加(jia)以(yi)檢(jian)出和判別。
3. 鍍層(ceng)裂(lie)紋(wen)
鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)在鋼管生產(chan)中具有(you)廣(guang)泛(fan)的(de)(de)用途,如(ru)裝飾、防腐(fu)蝕、抗(kang)磨(mo)損和修整尺寸不足等。但是,特殊的(de)(de)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)材(cai)料會(hui)產(chan)生抗(kang)拉或壓(ya)縮的(de)(de)殘(can)余應力(li),如(ru)鉻層(ceng)(ceng)、銅層(ceng)(ceng)和鎳層(ceng)(ceng)產(chan)生的(de)(de)抗(kang)拉應力(li),會(hui)降低部件的(de)(de)疲勞強度。當(dang)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)中滲(shen)入氫或者氫從熱(re)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)材(cai)料滲(shen)入基體金屬時,便(bian)產(chan)生鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)裂紋。
產生或(huo)引發鍍(du)層裂(lie)紋(wen)的(de)(de)機理是:材料硬度(du)和殘余應力(li)高,而在施鍍(du)或(huo)酸洗作業時吸收了氫(qing)氣,則更助長了裂(lie)紋(wen)的(de)(de)形(xing)成。