在奧氏體不銹鋼管中,奧氏體是碳溶解于γ鐵中形成的固溶體,因此冶煉后會在奧氏體組織中出現一定含量的鐵素體組織,形成α相。在高溫狀態下,奧氏體不(bu)銹鋼(gang)管中的α相降低金屬塑性,但允許擠壓坯料含有一定的α相。有資料認為,在擠壓任何形狀的型材時,坯料中允許有4%(體積分數)的α相存在;而擠壓簡單形狀的型材時,允許有10%(體積分數)的α相存在。
美國Amerex擠壓廠在生產不銹鋼管和型材時,要求304不(bu)銹鋼、304L不(bu)銹鋼(gang)和316不銹鋼、316L不銹(xiu)鋼坯料中α相不多于5.0%,347不(bu)銹鋼、347H不銹鋼坯料中α相不多于3.0%。
為了研究坯料中α相含量對擠(ji)壓(ya)不銹鋼管質量的影響,選用α相含量分別為1級、2級、3級、3.5級的4爐321不銹鋼,在實驗溫度為1200℃的條件下進行工藝性能、熱拉伸和熱扭轉性能試驗,并對試驗結果進行分析比較。分析結果表明,提高α相含量可使扭轉破壞試樣的數量降低19%,但α相含量對其余試驗的塑性指標幾乎沒有影響。
為了進一步在工業條(tiao)(tiao)件下驗(yan)(yan)證試驗(yan)(yan)結(jie)果(guo),采(cai)用擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓錐(zhui)形管方法,即使用模子直徑不變(bian),擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓芯棒(bang)為錐(zhui)形芯棒(bang),擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓坯(pi)料預鉆有(you)錐(zhui)形孔。該方法能夠在一次試驗(yan)(yan)中使擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓的(de)(de)(de)(de)延伸系數(shu)達到(dao)6~32。擠(ji)(ji)(ji)(ji)壓后檢查錐(zhui)形管的(de)(de)(de)(de)內(nei)外表面(mian),沒(mei)有(you)發現較大(da)的(de)(de)(de)(de)差別;不大(da)的(de)(de)(de)(de)缺陷都(dou)類同(tong),沒(mei)有(you)任何的(de)(de)(de)(de)規(gui)律,僅發現錐(zhui)形管的(de)(de)(de)(de)內(nei)表面(mian)光(guang)潔度隨著延伸系數(shu)的(de)(de)(de)(de)增大(da)有(you)明(ming)顯改(gai)善的(de)(de)(de)(de)趨勢,而延伸系數(shu)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化對錐(zhui)形管內(nei)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)質量沒(mei)有(you)影響。試驗(yan)(yan)結(jie)果(guo)僅說(shuo)明(ming),錐(zhui)形孔空心(xin)坯(pi)表面(mian)光(guang)潔度和玻(bo)璃潤滑劑的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)條(tiao)(tiao)件對不銹鋼管質量的(de)(de)(de)(de)影響要比α相含量的(de)(de)(de)(de)大(da)。
對不同(tong)級別α相(xiang)(xiang)含(han)量的(de)(de)(de)(de)4爐321不銹鋼(gang)坯(pi)料(liao)擠(ji)壓(ya)后的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)面進行檢查(cha),其結果(guo)表(biao)明,在(zai)3150噸(dun)擠(ji)壓(ya)機(ji)上(shang)擠(ji)壓(ya),α相(xiang)(xiang)含(han)量最高(gao)的(de)(de)(de)(de)坯(pi)料(liao)(為3.5級),有(you)(you)(you)12%的(de)(de)(de)(de)擠(ji)壓(ya)鋼(gang)管(guan)(guan)在(zai)內表(biao)面上(shang)有(you)(you)(you)輕微缺(que)陷(xian)。沿長度方向在(zai)輕微缺(que)陷(xian)處(chu)取(qu)金相(xiang)(xiang)顯微試樣,并進行試驗。其試驗結果(guo)表(biao)明,僅在(zai)錐(zhui)形管(guan)(guan)內表(biao)面開始部分有(you)(you)(you)粗糙的(de)(de)(de)(de)α相(xiang)(xiang)集聚,鋼(gang)管(guan)(guan)表(biao)面沒有(you)(you)(you)顯微撕裂(lie)缺(que)陷(xian),α相(xiang)(xiang)呈拉(la)伸細纖維狀。而(er)個別鋼(gang)管(guan)(guan)內表(biao)面上(shang)記錄有(you)(you)(you)高(gao)的(de)(de)(de)(de)α相(xiang)(xiang)含(han)量,并伴有(you)(you)(you)輕微的(de)(de)(de)(de)細裂(lie)紋(wen),但裂(lie)紋(wen)具有(you)(you)(you)區域性特點,并沒有(you)(you)(you)選擇性地發生(sheng)在(zai)α相(xiang)(xiang)區或相(xiang)(xiang)界(jie)。這(zhe)說明有(you)(you)(you)其他的(de)(de)(de)(de)工藝(yi)因素對裂(lie)紋(wen)起作(zuo)用。
由上述(shu)分析可以看出,奧氏體不銹(xiu)鋼坯料中α相(xiang)含量(liang)對產(chan)品質量(liang)的(de)(de)影響并(bing)不敏感。在擠壓過(guo)程(cheng)中,α相(xiang)并(bing)不是導(dao)致(zhi)缺陷產(chan)生的(de)(de)直(zhi)接原因。但(dan)在一(yi)些不利工(gong)藝(yi)因素的(de)(de)影響下,α相(xiang)能夠促使(shi)缺陷的(de)(de)形成。α相(xiang)含量(liang)高(gao)的(de)(de)321不銹(xiu)鋼坯料擠壓后的(de)(de)鋼管顯微組織如(ru)圖5-3所示(shi)。

同時,在不同的(de)溫度(du)變形條件下,采用α相為3級(體積分數為4%)的(de)1Cr18Ni10Ti不銹鋼(gang)坯料進行鋼(gang)管擠(ji)壓(ya)驗(yan)證(zheng)試驗(yan)也進一步證(zheng)明,α相含(han)量(liang)對擠(ji)壓(ya)鋼(gang)管的(de)表面質量(liang)沒有(you)影響,若再進一步的(de)提高坯料中α相的(de)含(han)量(liang),將會引起(qi)擠(ji)壓(ya)不銹鋼(gang)管內表面出現少量(liang)輕微缺陷。

