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不锈钢管加热特点及高温塑性变形的具体参数
发布者:不锈钢管厂(www.zjhstg.com) 发布时间:2020/4/30 阅读:146

  热变形激活能是不锈钢管高温塑性变形的重要参数之一,激活能的大小反应的是钢管热塑性变形能力的强弱,即在热变形过程原子克服阻力重新排列的难易程度。热变形激活能除受变形参数(温度、应变速率、变形量)的影响,还与材料的合金成分有关。有研究学者通过对多种不同类型钢种的不锈钢管进行了分析比较,研究影响激活能大小的因素,认为合金元素的种类,以及合金元素的总含量对提高激活能作用明显,合金成分总含量越高,其热激活能越大。

 

 碳化物形成元素铬、铌、钼等会与碳元素结合生成碳化物,对位错和晶界起到钉扎的作用,不利于动态软化;镍、铜、钴等合金元素的加入会起到固溶强化的效果,使热变形激活能增大。浙江宏盛特钢有限公司研究发现合金元素铬、锰和钼对提高材料的热激活能的作用比较强;宏盛特钢对锰含量较高的奥氏体不锈钢的激活能进行了研究,也发现Mn元素会提高奥氏体不锈钢管的激活能。表列出了几种奥氏体不锈钢的动态再结晶激活能。

 

 HR3C奥氏体耐热钢中合金成分含量为47%且铬含量高达25.2%,锰含量1%,还加入了0.6%铌元素,在热变形过程中容易发生动态析出,生成的析出相弥散分布在基体上,对位错和晶界的运动起到钉扎的作用,阻碍动态再结晶的发生;HR3C中元素镍含量也很高,通过固溶强化作用也提高了材料的激活能。304H不锈钢管中元素铬和铌含量也较高,通过沉淀析出强化作用提高了304H不锈钢管的热激活能;该钢中除了含有较多的元素镍,还有质量分数3%的铜元素,变形过程中富铜相的弥散固溶强化同样起到提高304H不锈钢激活能的作用,故304H不锈钢激活能较大,为482kJ/mol。与HR3C相比,Super304H的铬、镍含量低,含金总量为32%,其激活能比HR3C低,在流变应力峰值上也可以看出,相同变形条件下,super304H的应力峰值低于HR3C。

 

 在浙江宏盛特钢有限公司研究过程中,利用Gleeble1500D热力模拟试验机,在850~1250℃,0.01~1.0s-1范围内对super304H奥氏体耐热钢进行单道次热压缩试验,利用试验数据得到了super304H不锈钢的应力-应变曲线,分析了热变形过程中,不同参数(变形温度和应变速率)对super304H的应力和显微组织演变的影响,建立了super304H的本构方程和峰值应力模型;对HR3C和super304H的激活能进行分析比较。

 

 1. super304H不锈钢管在高温变形过程中,随着温度升高和应变速率降低,流变应力降低,动态再结晶容易发生,再结晶晶粒尺寸变大。

 

 2. super304H不锈钢管的热变形是热激活过程,应变速率和变形温度对峰值应力的影响都满足双曲正弦关系。经过分析计算得到,在温度850~1250℃,应变速率0.01~1.0s-1范围内,super304H奥氏体耐热钢的热激活能为482kJ/mol;

 

 我们目前冷拔、冷轧不锈钢无缝钢管生产设备状况如下:

 

 1. 冷拔、冷轧管设备 其中大部分是20世纪六七十年代的一般水平。拔管长度短(≤12m),人工单根、单工序操作;有的虽然部分工序连在一起形成生产作业线,如酸洗作业线,矫直、切头、检查、喷字、涂漆(油)和包装作业线等,但打头、拔制等工序仍是人工单根、单工序操作。20世纪80年代开始装备长管(15~30m)冷拔机、液压冷拔管机和精密管冷拔机以及具有当时先进装备水平的单机半自动化冷拔机。

 

 2. 冷轧管设备 其中大部分国产的二辊和多辊冷轧管机都处在使用半圆形孔型、采用惯性力和惯性力矩平衡机构的水平。其中部分已使用圆形孔型块,提高了轧辊强度,加长了机架的行程,采用了有效的惯性力和惯性力矩的平衡机构,实现高速轧制,但距现在采用高速、超长行程轧制和双回转双送进,轧制过程不停机连续上料和连续轧制以及采用电脑控制,实现自动化操作世界先进的水平尚有相当的差距。

 

  由于不锈钢管加热金属薄材加热,因而对允许的加热速度限制不大,特别是在热装料情况下,一股定减径机前的再加热炉都可采取快速加热。这样可以减少氧化,提高炉子生产率。实践证明,采取快速加热,脱碳层很小;氧化铁皮损失也小(0.2-0.5%)。定减径机前不锈钢管再加热的温度,一般都在900-1050℃范围人。由于上减径机前的再加热拉近于出成品,因此,确定加热制度时,要考虑产品(热轧成品管)的机械性能,甚至显微组织、要求,同时应考虑轧后的冷却方式。

 
 

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