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(gang)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. 縮孔(kong)
液態金屬(shu)(shu)從(cong)澆注溫(wen)度凝(ning)(ning)固(gu)冷卻到室溫(wen)的過程中(zhong),體積會(hui)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)。由(you)于金屬(shu)(shu)的液態收(shou)縮(suo)(suo)(suo)和(he)凝(ning)(ning)固(gu)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)之(zhi)和(he)遠遠小(xiao)于固(gu)態收(shou)縮(suo)(suo)(suo),在鑄(zhu)件最后凝(ning)(ning)固(gu)的區域會(hui)出現空(kong)洞集中(zhong)。此(ci)(ci)時,如(ru)熔化金屬(shu)(shu)不足以補充填滿(man)錠坯頭部,結果便形成(cheng)(cheng)空(kong)腔(qiang)(qiang),通常(chang)此(ci)(ci)空(kong)腔(qiang)(qiang)形狀呈倒(dao)錐或圓柱形。假如(ru)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)空(kong)腔(qiang)(qiang)在鋼坯出廠前(qian)未能全部切(qie)除,則其將在成(cheng)(cheng)品鋼管中(zhong)被延伸成(cheng)(cheng)空(kong)隙(xi),此(ci)(ci)空(kong)隙(xi)稱為縮(suo)(suo)(suo)孔。
2. 鑄造熱裂紋
鑄(zhu)件在凝固后期(qi),固相已(yi)基本形成骨架,并(bing)開始線(xian)收(shou)縮。如果在此過程中受到幾何制約,使線(xian)收(shou)縮受阻,鑄(zhu)件內(nei)將產生熱(re)(re)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen),并(bing)通常出現在鑄(zhu)件最(zui)后凝固的地方。根據熱(re)(re)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)形成的位(wei)置,熱(re)(re)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)可分(fen)為外熱(re)(re)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)和內(nei)熱(re)(re)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)。
外熱裂紋特征:裂口從鑄(zhu)件(jian)表(biao)面開始,逐漸延伸到內部,呈表(biao)面寬內部窄(zhai),裂紋被氧化而(er)變(bian)色。鑄(zhu)件(jian)表(biao)面有單條或多條裂紋,裂紋長度短、不規則、有分叉。
內熱(re)(re)裂(lie)紋特征:內熱(re)(re)裂(lie)紋主(zhu)要產生于(yu)厚(hou)實鑄(zhu)件(jian)最后凝固的中心部位,或由于(yu)補縮不(bu)良,產生于(yu)縮孔尾(wei)部延伸入鑄(zhu)件(jian)中。內熱(re)(re)裂(lie)紋走向無(wu)規(gui)律(lv)性(xing),鋼坯(pi)內熱(re)(re)裂(lie)紋的周圍可能硫磷偏析(xi)嚴重。
3. 氣孔
氣(qi)孔(kong),也稱氣(qi)眼,是(shi)鋼坯生產中的(de)主要缺陷之一,產生于鑄件(jian)內(nei)部、表(biao)面(mian)或近表(biao)面(mian),呈(cheng)大小不等的(de)圓(yuan)形(xing)、長形(xing)及(ji)(ji)不規(gui)則形(xing),有單(dan)個的(de),也有聚集(ji)成片(pian)的(de),孔(kong)壁光滑,顏色為(wei)白色。根據形(xing)狀及(ji)(ji)形(xing)成原因(yin)一般分(fen)為(wei)氣(qi)孔(kong)、氣(qi)泡、針孔(kong)、氣(qi)疏松和氣(qi)縮孔(kong)。
4. 夾雜物
在(zai)煉(lian)鋼(gang)(gang)過程(cheng)中,少(shao)量爐渣、耐火材(cai)料及冶煉(lian)反應產(chan)(chan)物(wu)(wu)可(ke)能進入鋼(gang)(gang)液(ye),形成(cheng)非金屬(shu)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)。不同形態(tai)的(de)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)混雜(za)(za)在(zai)金屬(shu)內(nei)部,破(po)壞(huai)了金屬(shu)的(de)連(lian)續(xu)性(xing)和完整性(xing)。夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)會降低鋼(gang)(gang)管的(de)力學性(xing)能、特別是塑性(xing)、韌性(xing)和疲勞極限。其他促使產(chan)(chan)生(sheng)非金屬(shu)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)的(de)原因是:不良的(de)澆注(zhu)方法和不適當的(de)澆注(zhu)體(ti)系會使金屬(shu)液(ye)在(zai)錠模(mo)中產(chan)(chan)生(sheng)湍流。
非金(jin)(jin)屬夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)的形狀以及它(ta)與周圍材料不連續(xu)和(he)(he)不相(xiang)容的特(te)(te)點,使它(ta)所(suo)處(chu)部位(wei)的應(ying)(ying)力升高。這些夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)的存在(zai),使鋼管承受高沖擊、靜態或(huo)疲勞應(ying)(ying)力的性(xing)能降低。夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)對上述性(xing)能的影響,取決于自(zi)身的尺寸、形狀、抗變形性(xing),與施加(jia)有關應(ying)(ying)力的方(fang)向(xiang)和(he)(he)材料的抗拉(la)強度有關。許多夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)也可使其所(suo)在(zai)金(jin)(jin)相(xiang)組(zu)織,比之基體材料和(he)(he)其他部段更加(jia)復雜(za)(za)。每(mei)種金(jin)(jin)屬都具有自(zi)己特(te)(te)有的夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)。
典型情況下(xia),不銹(xiu)鋼(gang)管中的夾雜物因塑性(xing)變(bian)(bian)形(xing)而(er)(er)變(bian)(bian)成拉(la)長的形(xing)狀(zhuang),即在縱(zong)剖面上(shang)呈帶(dai)狀(zhuang)或(huo)條狀(zhuang),而(er)(er)在橫(heng)截面上(shang)則呈較圓的或(huo)扁平的形(xing)狀(zhuang)。