根據不銹(xiu)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(bu)銹鋼管在軋制過程中新產生的特有缺陷。
表(biao)1-2介紹(shao)了預制工序中(zhong)形成的(de)缺陷的(de)位(wei)置及成因。
1. 裂紋
不(bu)銹鋼坯加(jia)工時(shi)(shi),如氣孔(kong)、裂紋之類(lei)固(gu)有(you)的表面(mian)缺陷,經軋(ya)制(zhi)和拉拔(ba)后呈(cheng)縱向(xiang)分布(bu),此時(shi)(shi),軋(ya)制(zhi)作業的材料表面(mian)便產(chan)生凹(ao)陷。由于(yu)這一缺陷的圓滑過(guo)(guo)渡(du)不(bu)佳或尺寸過(guo)(guo)大,因此可能以此為源(yuan)頭,在成(cheng)品(pin)和半(ban)成(cheng)品(pin)不(bu)銹鋼管上產(chan)生裂紋。
2. 分層
分層是(shi)典(dian)型的(de)、平行于(yu)鋼管表(biao)(biao)面的(de)分離,它是(shi)氣孔(kong)、裂(lie)開的(de)縮(suo)孔(kong)、非金屬(shu)夾雜(za)物或裂(lie)紋(wen)等(deng)內部(bu)不連續在(zai)軋(ya)制過程中被(bei)延伸(shen)和壓扁而成。分層可以在(zai)表(biao)(biao)面或近(jin)表(biao)(biao)面,一般是(shi)扁平的(de),而且(qie)非常(chang)薄。
3. 發紋
發紋主要出現(xian)在(zai)鋼管近表面,是由于軋制時將(jiang)非金屬夾雜物壓扁和拉長而形成的。典型的發紋呈(cheng)斷續的直線狀,與鋼管的軸線方向平行(xing)。
4. 杯形裂紋
杯形(xing)裂(lie)紋(wen)大(da)都(dou)發生(sheng)在擠(ji)壓或冷拔作業期間,是由于金屬內部不能像表面一樣(yang)快速(su)形(xing)變,以(yi)致(zhi)產生(sheng)內應(ying)力,從而(er)導致(zhi)形(xing)成橫(heng)向杯形(xing)裂(lie)紋(wen)。
5. 冷(leng)卻裂紋
毛管軋制完(wan)成之(zhi)后,若冷卻不(bu)均勻,便因內(nei)應(ying)力而造成冷卻裂紋。典(dian)型(xing)的冷卻裂紋呈縱向,往往很深且(qie)很長,雖然(ran)很易(yi)與裂紋混(hun)同,但(dan)冷卻裂紋表面不(bu)顯示(shi)氧化現象(xiang)。
6. 折疊
不(bu)銹(xiu)鋼管軋(ya)制(zhi)折疊是金屬被重(zhong)疊,即金屬間被緊緊擠(ji)壓(ya)在一(yi)起但仍未熔合的區域。毛管通(tong)過軋(ya)機時,擠(ji)出過多(duo)的材(cai)料(liao),如(ru)果緊接著進行滾壓(ya),則(ze)凸(tu)瘤或翅形部位將被擠(ji)壓(ya)到坯料(liao)表(biao)面上(shang),由(you)于表(biao)面嚴重(zhong)氧(yang)化,故(gu)不(bu)能與軋(ya)制(zhi)表(biao)面彌(mi)合,從而形成折疊。軋(ya)制(zhi)折疊往往呈線性狀或稍(shao)有(you)曲折,縱向,平(ping)行于制(zhi)件(jian)表(biao)面或與表(biao)面有(you)小的夾角。
在熱處理、機械(xie)加工(gong)、鍍(du)層和精加工(gong)作業中的(de)不(bu)連續,都屬于(yu)后續工(gong)序的(de)不(bu)連續。這(zhe)類不(bu)連續的(de)代價極為昂貴,使(shi)前(qian)道工(gong)序完全作廢。
后續工序中形成(cheng)的缺(que)陷位置及成(cheng)因見表1-3。
1. 熱處(chu)理裂(lie)紋(wen)和(he)淬火裂(lie)紋(wen)
為了使(shi)不銹鋼管獲得規定(ding)的(de)硬度(du)和(he)金相組織(zhi),需要對鋼管進行(xing)熱(re)處理。在實施這(zhe)種作(zuo)業時,金屬(shu)在受控條件(jian)下加(jia)熱(re)和(he)冷卻。然而,在某些情況下,當這(zhe)種處理產生的(de)應(ying)力超過材料的(de)抗拉強度(du)時,便形成裂(lie)紋(wen)。與此(ci)相似,若部件(jian)被加(jia)熱(re)到很高溫度(du),然后(在空(kong)氣、油或水中)急冷,則可能產生淬(cui)火(huo)裂(lie)紋(wen)。
淬火裂(lie)紋作(zuo)為(wei)應力集(ji)中(zhong)之處(chu)(chu),能成為(wei)疲勞裂(lie)紋的來源和擴展點,而且也可(ke)能成為(wei)過載失(shi)效的起始點。某些淬火作(zuo)業(ye)嚴重失(shi)誤時,可(ke)使(shi)部(bu)件在處(chu)(chu)理時就爆(bao)裂(lie)。
熱處(chu)理(li)(li)(li)裂(lie)(lie)紋(wen)和(he)淬火裂(lie)(lie)紋(wen),通常易產生(sheng)于截(jie)面薄的(de)部位或(huo)材(cai)料厚度變化之(zhi)處(chu),如(ru)轉角、臺階、槽,這是由于這些區域冷(leng)卻較快因而首先(xian)相(xiang)變。熱處(chu)理(li)(li)(li)或(huo)淬火作業時,材(cai)料的(de)運動被約(yue)束,也會影響(xiang)裂(lie)(lie)紋(wen)位置。熱處(chu)理(li)(li)(li)裂(lie)(lie)紋(wen)或(huo)淬火裂(lie)(lie)紋(wen)是典型的(de)呈(cheng)分叉狀的(de)表(biao)面指示,在試件上(shang)隨機地呈(cheng)任何方向(xiang)。
2. 機(ji)加工撕裂
鈍的(de)機加工(gong)刀具切(qie)削不(bu)銹鋼管時,或(huo)多或(huo)少地會使(shi)鋼管表面產生粗糙不(bu)平(ping)的(de)劃痕(hen),這是由于(yu)鋼管加工(gong)表面被(bei)硬化所致,而硬化度取決于(yu)切(qie)削量的(de)大小、刀具和鋼管的(de)材料。
粗加工(gong)(gong)時過深的切削紋路和(he)殘留刀痕,具有增大(da)應力(li)的作用,會促(cu)使部(bu)件過早失效。機加工(gong)(gong)撕裂雖然檢測較難,但必須(xu)精確、細致地加以檢出(chu)和(he)判別。
3. 鍍(du)層(ceng)裂(lie)紋
鍍(du)層在鋼管生(sheng)(sheng)(sheng)產中(zhong)具有廣泛的(de)用途(tu),如(ru)裝飾(shi)、防腐蝕(shi)、抗磨損和(he)修整尺寸不足(zu)等。但是,特殊(shu)的(de)鍍(du)層材料會產生(sheng)(sheng)(sheng)抗拉或(huo)壓縮的(de)殘余(yu)應(ying)力,如(ru)鉻層、銅(tong)層和(he)鎳層產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)抗拉應(ying)力,會降低部件的(de)疲勞強度。當鍍(du)層中(zhong)滲入(ru)氫或(huo)者氫從熱鍍(du)層材料滲入(ru)基體金(jin)屬時(shi),便產生(sheng)(sheng)(sheng)鍍(du)層裂紋。
產(chan)生或(huo)引(yin)發鍍(du)層裂紋的機理是:材料(liao)硬度和殘余應(ying)力高,而在施鍍(du)或(huo)酸洗作業時吸收了(le)氫(qing)氣(qi),則更助長了(le)裂紋的形成。