022Cr19Ni10无缝不锈钢管裂纹与钢坯及穿孔排水管的关系
文章来源：不锈钢U型管
作者：外链代发
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2022-06-14 13:43:33
1 理化试验和热力学计算结果
2辊交叉轧制热穿孔工艺所用钢坯由国内某不锈钢管厂提供，在开裂的022Cr19Ni10穿孔封闭管坯上锯切出长度约40mm的开裂圆环，然后沿轴向切割。对以下样品（约20 毫米宽）进行化学成分分析。根据022Cr19Ni10钢坯化学成分，利用热力学计算软件计算出不同温度下钢坯的相组成；采用定量金相方法测定022Cr19Ni10钢坯和穿孔封闭管中铁素体（相）的含量（面积分数），相的腐蚀方法是将溶液煮沸。 相奥氏体，腐蚀时间约10分钟。使用便携式铁氧体。铁素体含量用体积分析仪测量，与定量金相计算结果进行比较。使用Hitachi-3400N 扫描电子显微镜(SEM) 观察022Cr19Ni10 钢坯和穿孔肺管的微观结构，并使用随附的能谱。分析仪分析相组成。
1.1 微观结构
一般情况下，二辊交叉轧孔中的原管质量缺陷有内因（钢坯化学成分、夹杂物种类和分布等），也有外因（钢坯加热）。温度和系统、工具和模具等）。022Cr19Ni10无缝不锈钢管穿孔过程中，坯料穿孔温度为11001140，穿孔完成后立即进行水冷。用相同的穿孔工艺用不同的热水和批次钻穿钢坯，未发现穿孔裂纹。然而，对于只有一个列号的钢坯，几乎所有的排水管都有更多的裂缝。 30多家分店。据推测，裂纹的原因主要是由于坯料的质量。因此，分析了钢坯和空管的微观结构。
从图2 可以看出，大量细长的黑质沿管轴向晶界分布。从定量金相计算可知，细长黑质的面积分数为2-3%。
如图3 所示，沿轴向存在大量微裂纹，局部裂纹宽度为0.1 mm，同时沿晶界分布有大量薄条，多与细长条状裂纹有关。条状微裂纹。此外，通过能谱仪对细长材料的分析表明，它是贫镍富铬相（铬26.2%，镍3.6%）。有孔排水管内部裂纹的出现与这种薄带材料密切相关，确定和去除材料的方法对于提高有孔排水管的质量非常重要。
1.2 热力学相计算
当钢水冷却时，体心立方（BCC）结构的相首先在液相中析出，随后在1450左右发生包晶反应，液相完全转化为相.温度继续下降， 相的唾液前沿在约1170 C 时完全从奥氏体相（ 相）转变为具有中心立方（FCC）结构的 相。如果继续升温，当温度降至840~720时，相中依次析出M23C6和相，当温度降至680左右以下时，相中析出BCC结构。铁素体相。根据022Cr19Ni10的钻孔工艺可以判断，出现很多M23C6、相和相的可能性较低。因此薄材料可以处于相。
2 分析与讨论
一般来说，相的出现有两个原因。一是当铸锭凝固时，它直接从液相中析出并在随后的铸锭和热加工过程中留在合金内部。达到钢坯加热温度的时间越来越长，导致相从相析出。在022Cr19Ni10无缝不锈钢管钻孔过程中，钻孔温度为1100~1140，钻孔时间很短，钻孔完成后立即进行水冷。可见，穿孔过程不太可能导致相的产生。同一工艺中不同柱数、不同批次的022Cr19Ni10穿孔废管均未发现裂纹。由此推断排水管内的反应一定是从钢坯继承的。
从图5 可以看出，沿钢坯轴向存在大量长条状相。定量金相测量的体积分数为3-4%。此外，使用便携式铁氧体计进行的测量表明，铁氧体含量（体积分数）约为3%。
根据以上分析，可以推断上述细长材料为相。认为随着钻孔过程的相的出现与钢坯的冶炼密切相关。如表1所示，022Cr19Ni10（00Cr19Ni10）钢坯中钼的质量分数约为0.11%，该元素不在标准范围内，而镍的质量分数仅为8.14%。这是标准值的下限。钼是形成铁素体的元素，一般来说，为了获得稳定的奥氏体组织，必须适当增加含钼钢中的镍含量，以平衡钼的作用。因此，这种含低镍钼的022Cr19Ni10钢坯中铬和钼元素的分离更容易导致形成相。另外，在铸锭凝固过程中，如果冷却控制不好，相不会完全重新溶解在基体中，会导致后期加工中介电现象的组织，从而改善坯料的热加工性。
二辊横轧穿孔是一个复杂且不均匀的金属变形过程，在穿孔变形区域的各个阶段，变形强度沿截面直径的分布为[(U1+W)+2U2]，http://1287.cn/6.
在穿孔准备区，管坯与轧辊接触的外表面层变形严重，晶粒细化，管坯中心附近变形量小，晶粒粗大，变形强度为在直径方向上呈U 形，即沿U1 区域。随着直径减小，该区域继续该过程。当收缩率进一步增大时，管坯与轧辊接触的外表面层变形较大，中心区域变形大，两者过渡区域变形小，内外表面管坯颗粒细，过渡区晶粒粗大，应变强度沿直径呈W形分布，即W区。这种形状一直延续到穿孔尖端的前端，但晶粒继续改善，同一横截面的晶粒尺寸差异逐渐减小。在穿孔部分和滚动部分，与轧辊接触的外表面变形量较大，出现颗粒细化层。同时，与塞子接触的排水管内表面变形也较大，出现颗粒微调层。但排水管壁厚中部的变形较为平缓，晶粒略大。这样，在尖端侧，变形强度沿径向呈U形分布，在径向上有两个变形区域为2U2区域。
在这种非均匀变形状态下，金属外表面层发生严重变形，金属必须同时产生纵向、横向和切向流动，必须同时扭曲。金属倾向于增加周长和膨胀。在表面层变形区域和壁厚变形区域中出现额外的拉伸和剪切应力。当这种附加的拉应力超过金属的强度和塑性变形能力时，金属就会开裂，使封闭管的外表面开裂。外部裂纹通常发生在U1 和U2 区域。在W区，金属颗粒被细化，金属通过塞面时受到塞的滚动作用，管坯内表面金属严重变形，晶粒不断精制。同时，金属会产生切向和纵向流动和扭转。结果，在内表面层和中间过渡区域中出现纵向、切向和横向拉应力。在金属轧制过程中，当这种拉应力超过金属的断裂强度时，就会产生内表层和中间层，产生裂纹，内部裂纹通常发生在U区。
相具有体心立方结构，相具有面心立方结构。头部相的变形能力不一致，尤其是头部相界面的热塑性低于相。当两相共存并变形时，它们很容易开裂。通过恒温热压缩试验研究022Cr19Ni10钢的热加工性，发现在高温高速变形下容易产生相，降低了合金的高温塑性。约0.7%（体积分数）的1200 C 和应变100s-1， 相导致加工不稳定。在厚管横轧穿孔过程中，由于没有变形过程，很容易到达管壁中心层，并沿着变形区域发生双鼓变形的应力状态，此时时间，中心层的拉应力和剪应力迅速增加。在这种高拉应力状态下，中心层相和相界面更容易出现裂纹，如如图7所示，整个圆周发生金属分层.
综上所述，022Cr19Ni10不锈钢管在两辊交叉轧制穿孔过程中，不均匀的变形状态和相的存在是开裂的主要原因，不均匀的变形产生超过金属断裂强度的拉剪应力裂缝。因此，在奥氏体不锈钢厚壁管的双辊交叉轧制穿孔中，首先要控制原材料的质量，尽可能防止相的形成。同时，穿孔工艺坯料加热温度、轧制角度、进给角和轧辊速度等参数尽量减少穿孔变形区域的不均匀变形和此处产生的附加拉应力。
2辊交叉轧制热穿孔工艺所用钢坯由国内某不锈钢管厂提供，在开裂的022Cr19Ni10穿孔封闭管坯上锯切出长度约40mm的开裂圆环，然后沿轴向切割。对以下样品（约20 毫米宽）进行化学成分分析。根据022Cr19Ni10钢坯化学成分，利用热力学计算软件计算出不同温度下钢坯的相组成；采用定量金相方法测定022Cr19Ni10钢坯和穿孔封闭管中铁素体（相）的含量（面积分数），相的腐蚀方法是将溶液煮沸。 相奥氏体，腐蚀时间约10分钟。使用便携式铁氧体。铁素体含量用体积分析仪测量，与定量金相计算结果进行比较。使用Hitachi-3400N 扫描电子显微镜(SEM) 观察022Cr19Ni10 钢坯和穿孔肺管的微观结构，并使用随附的能谱。分析仪分析相组成。
1.1 微观结构
一般情况下，二辊交叉轧孔中的原管质量缺陷有内因（钢坯化学成分、夹杂物种类和分布等），也有外因（钢坯加热）。温度和系统、工具和模具等）。022Cr19Ni10无缝不锈钢管穿孔过程中，坯料穿孔温度为11001140，穿孔完成后立即进行水冷。用相同的穿孔工艺用不同的热水和批次钻穿钢坯，未发现穿孔裂纹。然而，对于只有一个列号的钢坯，几乎所有的排水管都有更多的裂缝。 30多家分店。据推测，裂纹的原因主要是由于坯料的质量。因此，分析了钢坯和空管的微观结构。
从图2 可以看出，大量细长的黑质沿管轴向晶界分布。从定量金相计算可知，细长黑质的面积分数为2-3%。
如图3 所示，沿轴向存在大量微裂纹，局部裂纹宽度为0.1 mm，同时沿晶界分布有大量薄条，多与细长条状裂纹有关。条状微裂纹。此外，通过能谱仪对细长材料的分析表明，它是贫镍富铬相（铬26.2%，镍3.6%）。有孔排水管内部裂纹的出现与这种薄带材料密切相关，确定和去除材料的方法对于提高有孔排水管的质量非常重要。
1.2 热力学相计算
当钢水冷却时，体心立方（BCC）结构的相首先在液相中析出，随后在1450左右发生包晶反应，液相完全转化为相.温度继续下降， 相的唾液前沿在约1170 C 时完全从奥氏体相（ 相）转变为具有中心立方（FCC）结构的 相。如果继续升温，当温度降至840~720时，相中依次析出M23C6和相，当温度降至680左右以下时，相中析出BCC结构。铁素体相。根据022Cr19Ni10的钻孔工艺可以判断，出现很多M23C6、相和相的可能性较低。因此薄材料可以处于相。
2 分析与讨论
一般来说，相的出现有两个原因。一是当铸锭凝固时，它直接从液相中析出并在随后的铸锭和热加工过程中留在合金内部。达到钢坯加热温度的时间越来越长，导致相从相析出。在022Cr19Ni10无缝不锈钢管钻孔过程中，钻孔温度为1100~1140，钻孔时间很短，钻孔完成后立即进行水冷。可见，穿孔过程不太可能导致相的产生。同一工艺中不同柱数、不同批次的022Cr19Ni10穿孔废管均未发现裂纹。由此推断排水管内的反应一定是从钢坯继承的。
从图5 可以看出，沿钢坯轴向存在大量长条状相。定量金相测量的体积分数为3-4%。此外，使用便携式铁氧体计进行的测量表明，铁氧体含量（体积分数）约为3%。
根据以上分析，可以推断上述细长材料为相。认为随着钻孔过程的相的出现与钢坯的冶炼密切相关。如表1所示，022Cr19Ni10（00Cr19Ni10）钢坯中钼的质量分数约为0.11%，该元素不在标准范围内，而镍的质量分数仅为8.14%。这是标准值的下限。钼是形成铁素体的元素，一般来说，为了获得稳定的奥氏体组织，必须适当增加含钼钢中的镍含量，以平衡钼的作用。因此，这种含低镍钼的022Cr19Ni10钢坯中铬和钼元素的分离更容易导致形成相。另外，在铸锭凝固过程中，如果冷却控制不好，相不会完全重新溶解在基体中，会导致后期加工中介电现象的组织，从而改善坯料的热加工性。
二辊横轧穿孔是一个复杂且不均匀的金属变形过程，在穿孔变形区域的各个阶段，变形强度沿截面直径的分布为[(U1+W)+2U2]，http://1287.cn/6.
在穿孔准备区，管坯与轧辊接触的外表面层变形严重，晶粒细化，管坯中心附近变形量小，晶粒粗大，变形强度为在直径方向上呈U 形，即沿U1 区域。随着直径减小，该区域继续该过程。当收缩率进一步增大时，管坯与轧辊接触的外表面层变形较大，中心区域变形大，两者过渡区域变形小，内外表面管坯颗粒细，过渡区晶粒粗大，应变强度沿直径呈W形分布，即W区。这种形状一直延续到穿孔尖端的前端，但晶粒继续改善，同一横截面的晶粒尺寸差异逐渐减小。在穿孔部分和滚动部分，与轧辊接触的外表面变形量较大，出现颗粒细化层。同时，与塞子接触的排水管内表面变形也较大，出现颗粒微调层。但排水管壁厚中部的变形较为平缓，晶粒略大。这样，在尖端侧，变形强度沿径向呈U形分布，在径向上有两个变形区域为2U2区域。
在这种非均匀变形状态下，金属外表面层发生严重变形，金属必须同时产生纵向、横向和切向流动，必须同时扭曲。金属倾向于增加周长和膨胀。在表面层变形区域和壁厚变形区域中出现额外的拉伸和剪切应力。当这种附加的拉应力超过金属的强度和塑性变形能力时，金属就会开裂，使封闭管的外表面开裂。外部裂纹通常发生在U1 和U2 区域。在W区，金属颗粒被细化，金属通过塞面时受到塞的滚动作用，管坯内表面金属严重变形，晶粒不断精制。同时，金属会产生切向和纵向流动和扭转。结果，在内表面层和中间过渡区域中出现纵向、切向和横向拉应力。在金属轧制过程中，当这种拉应力超过金属的断裂强度时，就会产生内表层和中间层，产生裂纹，内部裂纹通常发生在U区。
相具有体心立方结构，相具有面心立方结构。头部相的变形能力不一致，尤其是头部相界面的热塑性低于相。当两相共存并变形时，它们很容易开裂。通过恒温热压缩试验研究022Cr19Ni10钢的热加工性，发现在高温高速变形下容易产生相，降低了合金的高温塑性。约0.7%（体积分数）的1200 C 和应变100s-1， 相导致加工不稳定。在厚管横轧穿孔过程中，由于没有变形过程，很容易到达管壁中心层，并沿着变形区域发生双鼓变形的应力状态，此时时间，中心层的拉应力和剪应力迅速增加。在这种高拉应力状态下，中心层相和相界面更容易出现裂纹，如如图7所示，整个圆周发生金属分层.
综上所述，022Cr19Ni10不锈钢管在两辊交叉轧制穿孔过程中，不均匀的变形状态和相的存在是开裂的主要原因，不均匀的变形产生超过金属断裂强度的拉剪应力裂缝。因此，在奥氏体不锈钢厚壁管的双辊交叉轧制穿孔中，首先要控制原材料的质量，尽可能防止相的形成。同时，穿孔工艺坯料加热温度、轧制角度、进给角和轧辊速度等参数尽量减少穿孔变形区域的不均匀变形和此处产生的附加拉应力。
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