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不銹鋼應用

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至德鋼業雙相不銹鋼方管的冷彎異形管工業試制成功

來源:至德鋼業 日期:2020-04-18 01:26:18 人氣:838

  浙江至德鋼業有限公司對雙相不銹鋼方管進行冷彎方形管的中試試驗,實驗設備采用東洋公司的二次成形機組,設備共有8個道次的牌坊架,其設備結構和軋輥模式如下圖所示。將圓管加工為異型管產品時,圓管外表面受到軋輥的壓力而產生截面變形,在變形的過程中圓管的外周長會產生一定量的縮減,通常把母管的外周長與成品管的外周長的比值稱為縮徑率或壓縮系數,本研究中圓管外徑42mm,外周長為132mm,選取壓縮系數為3%,設計生產成品規格為34mm×34mm的方管。


  在雙相不銹鋼方管成形過程中,隨著變形量和壓縮量的不斷增大,管材加工硬化程度也不斷增大,由于雙相鋼不銹鋼方管的加工硬化性能較好,為保證產品尺寸精度,以及平衡設備各道次間載荷,設置道次變形量逐漸減小。浙江至德鋼業有限公司研究中,發現由圓管變為方管總變形量較小,所以選擇5道次變形。設備道次l為圓管,由道次2開始至道次5,各道次變形量百分比依次為40%,30%,20%,10%,道次5變為方管最終得出的圓管變形花如圖所示。

    

 成形后的方管如圖所示,雙相鋼不銹鋼方管成形后未發生開裂,在方管平面與直角位置取樣,在金相顯微鏡下觀察,與原始組織進行對比,組織如圖所示。圖中所示為鋼管的初始組織,馬氏體島均勻分布在鐵索體基體上,沒有明顯的帶狀組織。雙相鋼無縫管經過冷彎加工變成方管后,方管平面部分的組織中出現了少量的帶狀組織。邊角部位是方管成形過程中變形量最大的部位,由圖可見,組織中出現了較多的帶狀組織,鐵索體晶粒產生了一定的變形,由于產生了塑性變形,方管的強度會有所增加。對雙相鋼無縫管制成的方管進行拉伸試驗,力學性能參數如表所示,雙相鋼無縫管經過冷彎加工,其屈服強度略有提升,抗拉強度變化不大,屈強比相對應的有所提高,而延伸率變化不大。由于雙相不銹鋼方管經過冷彎加工后,屈服強度升至485MPa,參照相關國家標準,雙相不銹鋼方管的性能指標已經符合Q460鋼種相關要求??梢?,以低成本、微合金化成分的無縫鋼管為原料,通過合理的熱處理工藝試制成雙相鋼無縫管,可以達到低合金鋼管品種的性能指標,這既節省了合金原料,又可以作為處理過剩產能的一條途徑,有很好的實際應用前景。


  回火、緩冷、預加熱等熱處理工藝,可以對雙相鋼不銹鋼方管的成形性能有明顯的改善。通過對各個工藝對實驗鋼管成形性能影響規律的研究,建立了合理的工藝窗口,在保證強度高于900MPa的前提下,延伸率仍可達到20%以上,最高強塑積可達20865MPa-%,并且具有屈強比低,加工硬化指數高的優良成形性能指標,經冷彎成形后,可以得到性能良好的異形管產品。得到結論如下:


  1. 在快速加熱條件下,不同的回火溫度對雙相鋼中的馬氏體分解和位錯回復會產生不同的影響。隨著回火溫度的升高,馬氏體分解產生的碳化物尺寸增加,馬氏體硬度下降,使延伸率增加,而在300℃時產生回火脆性,延伸率異常降低:鐵素體內的可動位錯密度隨著回火溫度升高而降低,并且由于回火碳化物的存在,當回火溫度在200℃以上時,實驗鋼管拉伸曲線中出現屈服平臺,屈強比升高。綜合各項指標,回火溫度為200℃為最佳。


  2. 緩冷制度可得到取向附生鐵素體,從而提高雙相不銹鋼方管的延伸率。為保證鐵素體相變充分,需適當提高臨界區的退火溫度,但隨著緩冷初始溫度的升高,實驗鋼管中的貝氏體含量增加,晶粒尺寸較大,成形性能惡化。實驗結果表明,緩冷初始溫度為790℃時,鋼中貝氏體含量較少,并且取向附生鐵素體相變進行充分。


  3. 將實驗鋼管加熱至550℃后空冷,使其初始組織中的大塊珠光體發生一定程度的分解,轉變為分散的滲碳體團。該初始組織經熱處理后得到的雙相鋼無縫管中,不存在貝氏體組織,成形性能得到了進一步的提高,對強度影響不大。


  4. 雙相不銹鋼方管經冷彎成形后,可制成方管等復雜斷面異形管,屈服強度略有提高,仍具有較低的屈強比,力學性能與Q460方管相近,而在成分設計出成本較低,具有良好的應用前景。


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本文標簽:雙相不銹鋼方管 

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