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至德鋼業(yè)不銹鋼管屈服強(qiáng)度偏低改善研究分析

來源:至德鋼業(yè) 日期:2020-07-31 10:19:14 人氣:1505

 浙江至德鋼業(yè)有限公司在對不銹鋼管進(jìn)行熱處理時(shí),出現(xiàn)屈服強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)要求的現(xiàn)象。通過對不銹鋼管試樣的金相分析,發(fā)現(xiàn)有屈氏體等異常組織產(chǎn)生。通過模擬研究,對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,最終產(chǎn)品力學(xué)性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。


一、力學(xué)性能


 我公司為某公司生產(chǎn)不銹鋼管,產(chǎn)品規(guī)格為:185mm×47mm×3765mm(外徑×壁厚×長度),其力學(xué)性能要求及第一批次檢測情況如表所示。


 從檢測情況看,此批次不銹鋼管屈服強(qiáng)度偏低,不能滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)對材料化學(xué)成分分析、顯微組織分析及材料的小樣模擬驗(yàn)證,確認(rèn)產(chǎn)生問題的主要原因是冷卻速度緩慢、淬火效果差而導(dǎo)致異常組織的生成,致使屈服強(qiáng)度偏低。通過對工藝參數(shù)的優(yōu)化,產(chǎn)品力學(xué)性能滿足技術(shù)協(xié)議要求,綜合力學(xué)性能好。


二、原因分析


  1. 化學(xué)成分分析


   利用沖擊試樣進(jìn)行不銹鋼管成品化學(xué)成分分析,其檢測結(jié)果如表所示。可以看出,化學(xué)成分滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。


  2. 金相分析


  選取性能偏低的拉伸試樣,將拉伸試樣頭部鋸切下,經(jīng)磨制、拋光,經(jīng)4%硝酸酒精腐蝕,其顯微組織形貌如圖。金相組織為沿晶界的鐵素體+沿晶界的黑色屈氏體+回火索氏體組織。表征金屬微量變形抗力的屈服強(qiáng)度是一個(gè)對成分、組織極為敏感的力學(xué)性能指標(biāo),組織中由于存在沿晶界析出的屈氏體和鐵素體,導(dǎo)致鋼管的屈服強(qiáng)度偏低。


三、工藝試驗(yàn)


  在性能不合格的試片上切取試驗(yàn)樣坯,調(diào)整淬火溫度及加快冷卻速度進(jìn)行工藝試驗(yàn)。熱處理制度為: 淬火870±10℃,保溫30分鐘,油冷(10號機(jī)油),500±5℃回火2小時(shí)后空冷。熱處理制度為: 淬火870±10℃,保溫30分鐘,水冷,450±5℃回火2小時(shí)后空冷。力學(xué)性能檢測結(jié)果見表。利用沖擊試樣,經(jīng)磨制、拋光,經(jīng)4%硝酸酒精腐蝕,其顯微組織形貌見圖。組織為回火索氏體+極少量的回火貝氏體,屈服強(qiáng)度達(dá)到技術(shù)要求,且富裕量較大。


三、試驗(yàn)結(jié)果及分析


 1. 針對屈服強(qiáng)度低的材料,利用拉伸試樣進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)金相組織中存在沿晶界分布的屈氏體及鐵素體。由于這種異常組織的產(chǎn)生,導(dǎo)致屈服強(qiáng)度低于要求值。


 2. 屈服強(qiáng)度低的原因,經(jīng)分析主要是淬火冷卻效果較差。


 3. 在屈服強(qiáng)度低的原試片上切取樣坯,在試驗(yàn)室進(jìn)行工藝試驗(yàn),通過提高淬火溫度、加強(qiáng)冷卻等改善措施,其組織中沿晶界分布的屈氏體及鐵素體消失,屈服強(qiáng)度得以大幅度的提高。


 4. 熱處理工藝改進(jìn)及檢測結(jié)果,根據(jù)試驗(yàn)室的工藝研究,優(yōu)化生產(chǎn)工藝,前、后工藝對比見表。按優(yōu)化后的工藝對同熔煉爐其他鋼管進(jìn)行熱處理,其檢測結(jié)果見表。


四、結(jié)論


   不銹鋼管屈服強(qiáng)度是一個(gè)對成分、組織極為敏感的力學(xué)性能指標(biāo)。材料成分滿足技術(shù)要求,但熱處理工藝不合理,致使不銹鋼管金相組織中存在沿晶界析出屈氏體和鐵素體,導(dǎo)致屈服強(qiáng)度偏低。通過提高淬火溫度和加強(qiáng)冷卻,使屈服強(qiáng)度大幅度提高,有效滿足了產(chǎn)品技術(shù)條件要求。


本文標(biāo)簽:不銹鋼管 

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