不銹鋼管是由熔化金屬凝固而成的鋼坯制成的,在此過程中會產生固有缺陷,這些缺陷的大部分在切除頭尾時會被去除,但仍有一定數量的缺陷殘留在不銹鋼坯之中,隨鋼坯一起進入下道工序中。
表1-1介紹了不銹(xiu)鋼管中常見固有缺陷的位置及成因。
1. 縮(suo)孔
液態(tai)金屬從(cong)澆(jiao)注溫度凝(ning)固(gu)(gu)冷卻到室溫的過(guo)程中(zhong),體積會收(shou)縮(suo)。由于金屬的液態(tai)收(shou)縮(suo)和凝(ning)固(gu)(gu)收(shou)縮(suo)之(zhi)和遠(yuan)(yuan)遠(yuan)(yuan)小(xiao)于固(gu)(gu)態(tai)收(shou)縮(suo),在鑄(zhu)件最后凝(ning)固(gu)(gu)的區域會出(chu)現空(kong)洞集中(zhong)。此時(shi),如熔(rong)化金屬不足以補充填滿錠坯頭部,結果便形成(cheng)空(kong)腔,通(tong)常(chang)此空(kong)腔形狀呈倒錐(zhui)或圓柱形。假如收(shou)縮(suo)空(kong)腔在鋼坯出(chu)廠前未能(neng)全部切除,則其將在成(cheng)品鋼管中(zhong)被延伸成(cheng)空(kong)隙,此空(kong)隙稱為縮(suo)孔。
2. 鑄造熱裂紋
鑄件(jian)在凝固后(hou)期,固相(xiang)已(yi)基本形成骨架,并開始(shi)線收縮。如果(guo)在此過(guo)程中受(shou)到(dao)幾何(he)制約,使線收縮受(shou)阻(zu),鑄件(jian)內將產生(sheng)熱(re)裂紋(wen),并通常出(chu)現在鑄件(jian)最后(hou)凝固的(de)地(di)方。根據熱(re)裂紋(wen)形成的(de)位(wei)置,熱(re)裂紋(wen)可分為外熱(re)裂紋(wen)和(he)內熱(re)裂紋(wen)。
外熱裂紋特征:裂口從鑄件表面(mian)開始,逐漸延伸到內部(bu),呈表面(mian)寬(kuan)內部(bu)窄,裂紋被氧化(hua)而變(bian)色。鑄件表面(mian)有單(dan)條(tiao)或多條(tiao)裂紋,裂紋長度短、不規則、有分(fen)叉。
內(nei)熱裂紋(wen)特征:內(nei)熱裂紋(wen)主(zhu)要產生(sheng)于厚實鑄(zhu)件最后凝固的(de)中心(xin)部位,或由于補縮不良,產生(sheng)于縮孔尾部延伸入鑄(zhu)件中。內(nei)熱裂紋(wen)走向無規律性,鋼(gang)坯內(nei)熱裂紋(wen)的(de)周圍可(ke)能硫磷偏析嚴重。
3. 氣孔
氣(qi)(qi)(qi)孔,也稱氣(qi)(qi)(qi)眼,是鋼坯生(sheng)產(chan)(chan)中的(de)主要缺(que)陷之一(yi),產(chan)(chan)生(sheng)于(yu)鑄(zhu)件內部、表面或近(jin)表面,呈大小不(bu)等的(de)圓形(xing)、長形(xing)及不(bu)規則形(xing),有單個的(de),也有聚集成(cheng)(cheng)片的(de),孔壁光(guang)滑(hua),顏色為白色。根據形(xing)狀及形(xing)成(cheng)(cheng)原因一(yi)般分(fen)為氣(qi)(qi)(qi)孔、氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)、針孔、氣(qi)(qi)(qi)疏松和氣(qi)(qi)(qi)縮孔。
4. 夾雜物
在(zai)煉鋼過程(cheng)中(zhong),少量(liang)爐渣(zha)、耐火材料及冶煉反應(ying)產物可能(neng)進入(ru)鋼液(ye),形成非金屬(shu)(shu)夾(jia)(jia)雜(za)物。不同形態(tai)的夾(jia)(jia)雜(za)物混(hun)雜(za)在(zai)金屬(shu)(shu)內部,破壞了金屬(shu)(shu)的連續性和完(wan)整性。夾(jia)(jia)雜(za)物會(hui)降低(di)鋼管(guan)的力(li)學性能(neng)、特別是塑性、韌性和疲勞極限。其他促使產生非金屬(shu)(shu)夾(jia)(jia)雜(za)物的原因是:不良的澆(jiao)注方法和不適當(dang)的澆(jiao)注體系會(hui)使金屬(shu)(shu)液(ye)在(zai)錠模中(zhong)產生湍流。
非金(jin)屬(shu)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)的形(xing)狀(zhuang)以(yi)及它與周圍材料不連續和不相(xiang)容的特(te)點(dian),使它所處部(bu)位的應力升(sheng)高(gao)。這(zhe)些(xie)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)的存(cun)在(zai),使鋼管承受高(gao)沖擊、靜態或疲勞(lao)應力的性能降低。夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)對上述(shu)性能的影(ying)響(xiang),取決于自身的尺寸、形(xing)狀(zhuang)、抗(kang)變形(xing)性,與施加有關應力的方向(xiang)和材料的抗(kang)拉強度有關。許多夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)也可使其(qi)所在(zai)金(jin)相(xiang)組織,比之基體材料和其(qi)他部(bu)段(duan)更(geng)加復雜(za)(za)。每種(zhong)金(jin)屬(shu)都具有自己(ji)特(te)有的夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)。
典(dian)型情況下,不銹鋼管中的(de)(de)夾雜物(wu)因(yin)塑性變形(xing)(xing)而(er)變成拉長(chang)的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang),即在縱剖面(mian)(mian)上(shang)呈(cheng)帶狀(zhuang)或條(tiao)狀(zhuang),而(er)在橫截面(mian)(mian)上(shang)則呈(cheng)較圓(yuan)的(de)(de)或扁平(ping)的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)。