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天津快乐10分开奖:06Cr25Ni20(310S)不銹鋼管開裂原因分析

來源:至德鋼業 日期:2018-09-02 18:02:16 人氣:870

天津快乐10分钟 www.ohgvag.com.cn 利用宏觀分析、光譜成分分析、金相分析、掃描電鏡一能譜分析對內壁出現裂紋的310S不銹鋼管進行了全面的分析。分析結果表明:鉻鎳當量比偏高和穿管熱變形溫度低使鋼中產生了鐵素體相且高溫時沒有溶解到奧氏體中,使材料在穿管過程中熱塑性降低,加之穿管時用的鉬頂頭疲勞使用等因素綜合導致穿管過程中內壁開裂。

    天津快乐10分钟具有較高的鉻、鎳含量,其耐腐蝕性優于18名不銹鋼。在共沸濃度68. 4%以上的酸中,常規的18-8不銹鋼不具備滿意的耐蝕性,而310S不銹鋼管則可以應用于65%-85%濃度的酸中。在酸生產廠的尾氣預熱器、加熱器、冷凝管,以及氧化鈾生產中的酸設備上都廣泛采用了06Cr25Ni20鋼。同時該鋼具有良好的熱強性、抗氧化性和抗硫化性能。最高使用溫度為1 200℃,連續使用溫度為1 150℃,其耐熱性能要遠優于304、316、321型不銹鋼。與鎳鉻超級合金、鈷鉻超級合金相比具有明顯的成本優勢。但是在生產過程中也存在較多的控制難點。一是導熱性較差,導熱系數僅為30458%,Cr1747%,連鑄坯熱裂紋傾向大;二是枝晶偏析嚴重,熱軋加熱最高溫度受到一定的限制。高溫變形抗力大,熱塑性低,軋制過程中容易產生開裂;三是鉻碳化物、相析出傾向大。

    采用電爐-LF精煉爐一連鑄一熱軋生產的直徑為90mm310S不銹鋼管在熱穿管過程中產生了內壁開裂,因此取內壁開裂的荒管進行分析,找出導致其開裂的主要原因并制定相應的改進措施。

1試驗方法

    觀察荒管頭部開裂的形貌,從頭部往管身延伸一定長度截開荒管觀察內壁開裂情況。在荒管上取試樣,磨平后在SPECTROIAB MlO型光電直讀光譜儀檢測其化學成分。在裂紋處截取金相試樣進行金相檢測。主要進行夾雜物的評級,裂紋微觀形貌觀察以及組織變形情況的分析。取裂紋處有異物的試樣在掃描電鏡下用能譜做異物質的化學成分分析。試樣制備、試樣研磨、試樣浸蝕、顯微組織檢驗、顯微照相均參照GB/T 13298-1991(金屬顯微組織檢驗方法》進行。

2試驗結果

2.1宏觀分析

    1(a)所示是荒管的頭部,裂紋無規律分布在管的圓周上,裂紋從內壁向外擴展。圖1(b)是從頭部向管身延伸500 mm后橫截開的圖片,裂紋分布在內壁既非橫裂也非縱裂,似乎具備螺旋狀分布的特點。

2.2光譜成分分析

    1是實際檢測的所取荒管的化學成分。計算得到鉻、鎳當量分別為26. 3821. 91,鉻鎳當量比為1. 204。所有元素都符合標準要求。由于是采用廢鋼冶煉,因此含有0. 32%的殘Mo0. 48t%的殘Cu。

2.3夾雜物分析

    如圖2所示,鋼中夾雜物主要是較短分布的C類夾雜物,級別為1.5級。通過圖3看出,在裂紋內部及周圍存在不同于基體的異物質。通過能譜分析,該類異物質是含O、Na、Mg、Al、Si、Ca、KMo的物質,各元素含量見表2。

2.4裂紋處組織

    如圖4(a)所示,箭頭所示方向為變形流線的方向。此處鐵素體受到各種應力的作用發生了變形,但并沒有恢復,冷卻后保持了這種變形流線。圖4(b)中雙向箭頭及圖5(a)的裂紋尾端可以看到裂紋沿著鐵素體的方向開裂。圖5(a)和圖5(b)都可看到鋼中鐵素體呈長條狀分布。用鐵素體測量儀測量其含量約為4.0%左右。

 

3討論與分析

    對取來的樣品進行分析,發現有以下三個明顯的特點:(1)鋼中夾雜物主要是C類,級別為1.5級,符合冶金質量控制要求。但是裂紋中發現了含O、Na、Mg.AI、Si、Ca、KMo的非基體成分的物質。這些物質在冶煉、連鑄、軋棒、穿管整個生產過程中有兩個環節會產生:一是連鑄的?;ぴ?,二是穿管鉬頂頭上的玻璃粉。該鋼中Mo含量是不作為合金添加的,只是殘鉬,不會有4%以上含量。因此該物質是鉬頂頭疲勞及玻璃粉嵌入的可能性要大一些。(2)裂紋處的變形流線非常明顯,顯然是鐵素體變形后,由于溫度比較低來不及恢復,經過快速冷卻后保留下來的,因此可以說穿管過程變形溫度是偏低的。(3) 310S不銹鋼管屬于純奧氏體不銹鋼,但通過鐵素體測量儀分析含有4%左右的鐵素體含量,這是組織的異常之處。當然通過熱處理可以消除掉,但是對于310S不銹鋼管來講是不正常的。在310S不銹鋼管中鐵素體的產生是由于化學成分決定的,應該是鉻鎳當量比控制偏高而導致的。

4結論及改進方向

4.1結論

    鋼中鐵素體含量高、穿管熱變形溫度低以及鉬頂頭的疲勞使用對310S不銹鋼管開裂都有影響。

4.2改進方向

    (1)對現有的管坯料,穿管前要盡量提高加熱溫度,延長保溫時間,加快穿管速度,生產前要檢查鉬頂頭的使用狀態。

    (2)適當優化化學成分的配比,在不提高Ni含量的前提下,Cr元素按照標準的下限控制,Mo元素的殘留量不能太高。

    (3)由于310S不銹鋼管合金元素含量高,枝晶偏析嚴重,柱狀晶粗大,低熔點物質和雜質元素容易集中于晶間和鑄坯心部。在不完全排除夾雜物或夾渣影響的前提下要在冶煉、連鑄時通過提高鋼水潔凈度,降低澆注溫度,控制過熱度,采用電磁攪拌技術,減小枝晶偏析,提高中心等軸晶比例,降低雜質元素偏析引起的脆化傾向,提高鑄坯質量,為后序熱加工提供優質的坯料。

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