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大口径厚壁钢管缺陷:偏析、缩管、缩孔与缩松、气孔以及裂纹等

时间:2021-07-13 09:39:53 来源:泰州勤发不锈钢有限公司 访问数:26117次

[文章导读]:在铸锭生产中由于金属和厚壁钢管本身性质、熔炼铸造过程中技术条件的控制以及设备等原因,会给铸锭带来许多不同形式的缺陷。有些缺陷,经过清理或稍许加工能排除,不影响产品质量,可看做合格铸锭;有些缺陷则不能排除,只好报废重熔。    就几种常见

在铸锭生产中由于金属和厚壁钢管本身性质、熔炼铸造过程中技术条件的控制以及设备等原因,会给铸锭带来许多不同形式的缺陷。有些缺陷,经过清理或稍许加工能排除,不影响产品质量,可看做合格铸锭;有些缺陷则不能排除,只好报废重熔。

    就几种常见大口径厚壁钢管缺陷分述如下。

    1.偏析

    所谓偏析就是铸锭内成分不均匀。一个晶粒内的厚壁钢管成分不均匀,叫晶内偏析。铸锭整个体积内成分有变化,不同部位成分有显著差别的,叫区域偏析。区域偏析又分下面几种。

    当铸锭中心部分易熔组元多时,叫正偏析或正常偏析。铸锭外层部分易熔组元多时,叫反偏析。由比重造成的铸锭上下成分不同,叫比重偏析。

    晶内偏析可以通过均匀化退火消除。

    比重偏析可以利用浇铸时搅拌、加快冷却速度或添加其他元素阻碍晶体上浮下沉来减轻。

    正偏析的产生是在冷却速度相当慢的情况下,铸锭由外向里凝固,先凝固的是高熔点成分,随着结晶面的推进,原来在外围的易熔成分被推向铸锭中心。

    反偏析正相反,由于冷却速度大,先凝固的高熔点成分收缩造成枝晶间空隙,易熔成分因受到压力通过这些空隙被挤到铸锭外层造成的。严重的反偏析会造成铸锭“出汗”(偏析瘤)和结疤。

    对区域偏析可以通过控制铸造工艺因素来减弱或排除。

    2.缩管、缩孔与缩松

    这些缺陷是铸锭厚壁管在凝固时体积收缩造成的。液体金属在冷却过程中,接近模壁的地方(四边与底部)先凝固,上部和中间仍为液体。凝固部分要收缩,液体补充,等全部凝固完了铸锭上部形成一管状(图28 (a)),叫缩管,氧化物夹渣都集中在这里,这一部分只能切除不能利用。为了减小缩管,生产中往往在凝固过程中,随着收缩再逐渐补充一些液体金属(叫补缩),消除或减小缩管的影响。

    液体金属在冷却过程中,除接近四周模壁处先凝固外,上部因敞开受大气冷却也会慢慢凝固,而中心部分最后凝固。这中心部分凝固时也需要补缩,但此时无液体补充,在铸锭中部出现孔洞,叫缩孔(图28(b))。

    如果孔洞很小很分散,叫缩松(图28(c))。

    这类缺陷,在浇铸过程中,降低浇铸速度、提高冷却速度或采用保温帽以及补缩等办法均可减轻或消除。连续铸造没有缩管、缩孔这类缺陷的危害,因为铸锭无限长。

    3.气孔

    厚壁钢管在熔炼过程中吸气,除气精炼做的不好,凝固时气体析出,如果不能让它逸出铸锭之外,就会留在铸锭中,形成圆孔(图28(d));还有涂料选择的不当或涂料过多,也会造成气孔。气孔多与缩松混在一起很难分辨。

    4.裂纹

    铸锭因裂纹而报废的数量颇大。厚壁钢管在凝固过程中产生的裂纹,叫热裂纹;在完全凝固以后产生的裂纹,叫冷裂纹。这些裂纹都是因为铸锭内由于温差或其他原因造成内应力,而内应力超过了合金当时的抗拉强度或允许的塑性造成的。热裂纹在高温时发生的,与冷裂纹不同,断口往往被氧化。

    不锈钢圆钢上比较典型的内裂纹多属于热裂纹;则扁锭上所发现的裂纹主要是冷裂纹。圆锭和扁锭上的裂纹形式不同,圆锭上的裂纹由中心向外延伸;而扁锭上的裂纹则由表面向内部延伸。圆锭和扁锭的裂纹类型如图29和图30。

    当铸锭凝固后并冷却到室温时所产生的裂纹最危险。此时产生裂纹有时能使铸锭炸开,使设备、工具造成损失,甚至发生人身事故。

    为了避免大口径厚壁钢管裂纹,除注意合金成分外,还应注意正确设计铸模(结晶器)及正确执行操作规程。设法将内应力降低到最低限度。有人证明,如果合金在结晶过程中,延伸率大于0.3%,将不会产生热裂纹;如果厚壁管凝固以后,延伸率超过1.5%,就不会产生冷裂纹。

    5.铸锭加工

    铸锭脱模后应立刻打上炉号并取样分析。铸锭规格是不锈钢管压力加工车间根据设备能力、产品规格和工艺条件等因素提出来的。因此,熔铸车间不仅在合金成分、组织等方面保证达到要求,同时还应保证无缺陷和尺寸合格。

    铸锭在熔铸车间的加工,一般只切断和铣面(车面)。锭模铸造的铜合金、镍合金及易产生反偏析的铝合金铸锭,都要铣面,把表面缺陷(如裂纹、结疤、夹渣和凸凹不平等)除掉,并保证尺寸在要求的公差之内。

    半连续铸锭很长,应根据不锈钢管加工车间要求切成一定长度的锭坯。铸锭本身还要切头去尾(一般切去70~150毫米)。

    经过检验,各项要求均合格,发给压力加工车间。这时铸锭生产才算完成。

    近年来,有人把铸锭和厚壁钢管压力加工连在一起,铸锭从结晶器出来后就进入轧机,这是人们称为连铸连轧的新工艺。

以上就是泰州勤发不锈钢技术人员给大家介绍的《大口径厚壁钢管缺陷:偏析、缩管、缩孔与缩松、气孔以及裂纹等》,本文链接:http://www.qfhbg.com/industry/516.html67%的客户还关注以下文章:

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