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DN500 大口径不锈钢工业焊管
作者: 发布日期:2018-11-05
DN500 大口径不锈钢工业焊管
  大口径不锈钢工业管为高氮钢实验材料在不同工艺条件下的金相组织。终轧温度和冷却方式对材料室温组织均有显著影响。中存在少量带状铁素体组织,奥氏体晶粒再结晶较充分,孪晶密度很低。大口径不锈钢工业管由于终轧温度高,因此再结晶进行较快,基本为奥氏体等轴晶;但由于轧后水冷阻止了再结晶的继续进行,因此孪晶密度较高。为不完全再结晶奥氏体组织,奥氏体晶粒形状很不规则,晶粒内部孪晶密度很高。钢中存在明显的带状铁素体组织。固溶处理后晶粒明显粗化,组织为单一奥氏体。
  
  对比中不同轧制工艺参数得到的不同显微组织可以看出,随终轧温度的降低,实验材料在热变形过程中再结晶无法充分进行,因此其显微组织的变形特征也更加明显。高氮奥氏体不锈钢管等低层错能材料在热变形过程中,回复过程进行得较缓慢,多以再结晶的方式释放材料内部的变形储存能。这也是中存在孪晶和滑移变形特征的主要原因。
  
  大口径不锈钢工业管热变形工艺对材料性能的影响
  
  不同热变形工艺及固溶处理后实验钢的力学性能所示,其中经过1100e/(2h)固溶处理实验钢的性能用空心符号标识。中可以看出,5种工艺实验钢的屈服强度均高于500MPa,延伸率都在55%以上,表明实验钢具有优异的综合力学性能。实验钢的强度随终轧温度的降低而升高,延伸率随终轧温度的降低而出现波动。大口径不锈钢工业管的强度和延伸率都最低,随终轧温度进一步降低,实验钢的强度线性升高,延伸率明显降低。固溶处理实验钢的强度比热轧态明显降低,但塑性很高,延伸率达到72%。钢的屈服强度达到560MPa,延伸率达到70%,且其屈强比与固溶处理实验钢的屈强比均为0.6,说明在1050e终轧获得的材料兼具优异的强韧性能。结合微观组织与热变形工艺关系的实验结果可以看出,钢较低的延伸率与带状铁素体组织和未充分再结晶而保留下来的变形组织有关。钢较低的延伸率应与其带状组织和氮化物析出有关。由于高氮奥氏体不锈钢管材料在缓慢冷却过程中会形成Cr2N析出相,而且热变形会促进氮化物的析出。因此,大口径不锈钢工业管较低的延伸率与少量Cr2N氮化物析出有关。为不同组织状态材料的拉伸断口扫描照片,可见几种实验钢均为韧窝断口。断口形貌可以明显看出,钢断口上的韧窝比、钢都小很多和浅很多。对于韧断材料而言,每一个韧窝一般会对应于一个裂纹源,表明钢中的裂纹源更多。但在钢样品断口上并未发现有Cr2N氮化物颗粒,这说明该类氮化物并未长大,通过扫描电镜难以发现。而钢的韧窝均较深、较大,说明其塑性很好。钢的力学性能可以看出,高氮奥氏体不锈钢管中析出氮化物是造成1钢塑性较低的主要原因,而保留下来的热变形组织是造成钢强度更高的主要原因。钢为单一奥氏体组织,且再结晶较充分,因此在其强度与钢基本相同的情况下,塑性得到大幅提高。钢也为单一奥氏体组织,但变形组织未得到有效消除,孪晶密度也很高,因此其强度较钢高,但塑性有所降低。钢中奥氏体晶粒内可见明显滑移、孪晶等变形特征,因此强度得到大幅提高。

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