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各种不锈钢穿孔加工性能和工艺性质
发布者:不锈钢管厂(www.zjhstg.com) 发布时间:2020/4/18 阅读:565

浙江宏盛特钢有限公司生产各种不锈钢材料加工性能如下:


一、穿孔性能

 1. 马氏体不锈钢

  马氏体不锈钢(如3Cr13,4Cr13钢管)在高温下(一定的温度范围内)为单一的奥氏体组织,所以穿孔没有困难。当存在双相组织时穿孔性能(加工性能)有所降低。因此要合理地选择加热温度,在该温度范围内不存在双相组织。3Cr13、4Cr13的加热温度一般在1130~1160℃(中心温度),入炉温度应小于900℃。终轧温度应高于临界点转变温度,低碳的不低于850℃,高碳的不超过925℃。
  
  2. 铁素体不锈钢

  铁素体不锈钢管为单一相组织,没有临界转变点(即相变)。因此加热时间长和温度高时晶粒长大严重,导致钢的塑性显著下降。图示出铁素钢和奥氏体钢晶粒长大的曲线。由图可以看出,铁素体不锈钢在温度大于600℃时晶粒即开始迅速增长,因此加热温度不能过高,一般取1000~1060℃。铁素体钢在这个温度范围内,具有较好的加工(穿孔)性能。
 
 3.双相不锈钢

  这类钢有双相组织,穿孔性能主要决定于y相数量,y相愈少,则加工性能愈好。在双相组织的不锈钢中(如多余γ相,或多余σ相),铁素体的屈服极限,个于奥氏体,而且铁素体和奥氏体变形情况也不同,再加上再结晶速度不同,奥氏体加工硬化要快于铁素体。不同性质的两相组织在一起变形时,由于变形抗力不同,必然产生很大的不均匀变形,导致形成很大的内应力,当内应力超过金属强度时则产生金属破坏。在穿轧不锈钢管时常易出现内折缺陷,原因之一就是存在双相组织,导致金属塑性降低。因此,对奥氏体钢要控制口相。对铁素体钢要控制y相,这一般要靠调节钢的化学成分来实现。多余的口或y相对金属塑性的影响,可用图表示。如果把单一奥氏体和单一铁素体的塑性做为100%,那么随着σ或γ相的增多而塑性降低(以百分数表示)。特别是两种相成分各占约一半时塑性最低。一般要求残余口相或),相不超过20%,这时金属塑性(穿孔性能)还较好。
  
 4. 奥氏体-铁素体钢

   在奥氏体不锈钢中同样随着σ相的增多,而塑性降低。但经研究,钢中σ相含量和加热温度有比较复杂的关系。例如,对于1Cr18Ni9不锈钢在加热温度为1100~1200℃时a相的含量较少,当温度超过1200℃后口相开始增加,到1250℃以上σ相增加更多。这样对于奥氏体一铁素体不锈钢来说最好是在1100~1150℃进行穿孔。这个温度范围和某些厂(如大冶厂,上海厂),的实际数据是相符的,但有的工厂温度取得高达1200℃(中心温度1150~1170℃),超过1200℃钢的穿孔性能显然会降低,容易产生穿孔缺陷。温度低于980℃和长期保温有可能出现控三相σ相,σ相也会降低钢的塑性。因此,奥氏体一铁素体钢一般终轧温度不低于950-925℃。
  
   a相数量主要由冶炼化学成分决定,首先是铬镍含量之比。一般为了减少a相。Cr/Ni之比不大于18。另外还决定于形成铁奈体的合金元素含量,如Ti, Si, Al。析出a相多少还和加热温度有关(如上所述),另外口相沿钢坯断面可能分布不均匀,这都是应该注意的。从高温机械性能试验也证明,双相组织的lCr18Ni9Ti不锈钢的塑性比单一奥氏体组织的1Cr18NITi不锈钢的塑性低。
  
   除上述的σ相外,在奥氏体不锈钢中还存在其他的残余相,如各种形式的碳化物、金属间化合物等。这些多余相对不锈钢的加工性能(塑性)都有影响,而影响程度决定于它们的数量及状态。一股多余相含量少的钢,塑性较高,特别是加热时多余相呈网状分布在晶粒边界上,将显著恶化金属的加工性能。碳化物双奥氏体钢的加工性能的影响不完全相同。一种情况是碳化物从奥氏体中析出。降低钢的加工性能;是一种是相反的情况,碳化物溶解在奥氏体中降低钢的加工性能。这一点从理论上尚未得到充分说明。


二、变形抗力

  一般来说铬镍不锈钢都具有较高的变形抗力,如1Cr18Ni9Ti在高温下加工硬化严重,而且再结晶速度较慢,从而变形抗力迅速增加,一般变形抗力比低碳钢大16倍。有的实测资料证明,在轧管时不锈钢的轧制压力比低碳钢高1倍。因此在轧制不锈钢管时为了保证设备安全,必须要掌握这一特性。同时还应掌握好温度制度,不应取过大的变形量(如轧管减壁量)。而铁素体或半铁索体的低碳耐热钢有和碳钢相同的变形抗力,且有足够的塑性;所以轧管时没有多大困难。


三、宽展

  不锈钢的宽展(横变形)较大,马氏体不锈钢为低碳钢的1.3倍;奥氏体不锈钢为1.35~1.5倍;铁素体不锈钢为1.55~1.6倍(参考数据)。因此,在穿孔时要控制横变形,应取较小的椭圆度(及取小的导板距),这对提高毛管质量是有利的。

   在轧管时孔型椭圆度要大,一股取较小的变形量,以免出耳子,两道顶头直径差多为1毫米(个别2毫米)。

    在无张力减径时不锈钢管壁增厚较严重(宽展),而且,减径的孔型椭圆度要大。


四、对应力的敏感性

 1. 铁素体不锈钢

    铁索体不锈钢具有低温脆性。轧后晶粒组织愈粗大,则确性愈严重,有些钢(如Cr25和Cr25Ti)的低温脆性还可能是因存在仃相引起的。这就给冷加工(如冷矫直等)带来了困难。

 2. 马氏体不锈钢

    马氏体不锈钢对裂纹的敏感性较大。裂纹是由于温度应力(热应力)、组织应力和其他应力(如残余应力)造成的。为了克服热应力和组织应力的影响,轧后冷却速度不能过快,一般采取堆冷,为了克服变形残余应力的影响,终轧温度不应过低。

 3. 奥氏体不锈钢

    此钢对裂纹敏感性很小。


五、导热性

    不锈钢的导热性一般都较低,特别是较低温度时。图示出了铬钢和铬镍钢的导热率与20号钢的比较。由图可以看出,随着温度的提高不锈钢的导热率增加,而碳素钢则正相反。
 
    线膨胀系数如图所示。不锈钢的线膨胀系数也比碳钢大,且随着温度的升高而差值减小。不锈钢的冷热尺寸变化较显著。为保证加热质量(如不产生加热裂纹等)在加热不锈钢管坯时应根据导热率和线膨胀系数的变化规律,采取低温(< 800℃)慢速加热和高温快速加热。


六、抗氧化性

   由于不锈钢加热时具有抗氧化性能,氧化铁皮是较少的。


七、黏结倾向

   铁素体、铁素体一奥氏体和奥氏体不锈钢容易黏辊,使得钢管表面质量降低。热轧成品轧机(如定径机)用铸铁辊可以减少黏辊现象;另外合理地使用冷却水冷却轧辊也很重要。


八、穿孔时的滑移系数和能量消耗

   不锈钢穿孔时的功率消耗和能量消耗的实际数据如表所示。由表可以看出,穿轧不锈钢时的功率高于碳素钢,而穿轧耐热钢时的功率较碳素钢稍低,但能量消耗高,这是由于穿轧这类钢时滑移系数很小(即滑移很大)。穿轧不锈钢时的轴向滑移与碳钢相比约增大10%左右,而穿轧耐热钢时由于金属与轧辊间摩擦系数显著减小,轴向滑移增加50~80%。穿孔和轧制不锈耐热钢时应注意咬入情况和防止轧卡。要设法增加轧辊和金属间的摩擦系数。

 

 
 

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