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    TA18鈦合金管冷軋開裂原因分析

    2018-07-19   來源:   點擊數:22次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港內部報道:大口徑厚壁鋼管最大的優點是可以100%回收,符合環保、節能、節約資源的國家戰略,某批TA18鈦合金管材在從斷面Φ70mm×8mm冷軋至Φ55mm×6mm的過程中出現大量的開裂,宏觀觀察裂紋沿著管體縱向局部分布,管體表面沒有明顯劃傷的痕跡,裂紋穿透了管壁,形成穿透型裂紋,導致該批管材60%報廢。為了查明該TA18合金管材冷軋開裂原因,在典型的開裂部位和正常部位上取樣,分析化學成分、顯微組織、斷口形貌和組織的顯微硬度,并對開裂原因進行分析研究。
      
      在斷口開裂部位和正常部位分別取樣3個,采用ICP全譜直讀光譜儀和TC-600氧氮分析儀測定其化學成分。在開裂部位以及正常部位分別取縱向和橫向金相試樣,侵蝕劑(體積比)為:氫氟酸∶硝酸∶水=1∶4∶45,采用LeicaMM-6型光學顯微鏡觀察其微觀組織。在開裂部位取樣,在JEOLJSM-5610LV掃描電子顯微鏡觀察開裂斷面的表面形貌。在開裂部位和正常部位分別取金相試樣3個,利用HMV-2T島津顯微硬度計在金相試樣上測試均勻5點處硬度,測試條件為9.8N/30s。
      
      TA18鈦合金管材冷軋開裂部位和正常部位的成分分析中發現了Fe元素含量的超標和O元素含量接近標準上限。顯微組織檢驗發現正常部位的組織為等軸組織,開裂部位的橫向組織中β相彌散分布在α相中,縱向組織中發現晶粒粗大,有向魏氏組織轉變的傾向。顯微鏡觀察開裂斷面為沿晶脆性斷裂。硬度檢驗結果顯示開裂部位的維氏硬度平均值比正常部位的高出15%。
      
      試驗結果表明,TA18鈦合金在熔煉過程中添加鐵釘,它在混布料過程中未能均勻分布,造成電極中的Fe含量不均勻,最終導致熔煉鑄錠中Fe的局部偏析。由于Fe偏析,將導致該區域內的顯微硬度值比基體偏高15%左右,形成硬化塊,它是導致其后續的冷軋管材開裂的主要原因。
      
      為了驗證分析問題的準確性,隨后在TA18合金配料中將鐵釘改為TiFe和VAlFe,在后續的軋制過程中未發現開裂狀況,說明問題分析和改進措施是有效的。國家政策鼓勵擴大高壓合金管的應用領域。
      
      目前我國大口徑合金鋼管消費量占鋼材總量的比重僅為發達國家的一半,大口徑合金鋼管使用領域擴大為行業發展提供更廣闊的空間。根據中國特鋼協會合金鋼管分會的研究,未來我國大口徑合金鋼管長材的需求年均增長可達10-12%。(小口徑厚壁無縫鋼管)
      
      中國鋼管信息港內部報道:因其制造工藝不同,又分為熱軋(擠壓)無縫鋼管和冷拔(軋)無縫鋼管兩種。冷拔(軋)管又分為圓形管和異形管兩種。
      
      大口徑合金鋼管是鋼管按照生產用料(也就是材質)來定義的,顧名思義就是合金做的管子;而無縫管是鋼管按照生產工藝(有縫無縫)來定義的,區別于無縫管的就是有縫管,包括直縫焊管和螺旋管。
      
      1.偽劣鋼材易出現折疊。折疊是鋼材表面形成的各種折線,這種缺陷往往貫穿整個產品的縱向。產生折疊的原因是由于偽劣廠家追求高效率,壓下量偏大,產生耳子,下一道軋制時就產生折疊,折疊的產品折彎后就會開裂,鋼材的強度大下降。
      
      2.偽劣鋼材外表經常有麻面現象。麻面是由于軋槽磨損嚴重引起鋼材表面不規則的凹凸不平的缺陷。由于偽劣鋼材廠家要追求利潤,經常出現軋槽軋制最超標。
      
      3.偽劣鋼材表面易產生結疤。原因有兩點:1.偽劣鋼材材質不均勻,雜質多。2。偽劣材廠家導衛設備簡陋,容易粘鋼,這些雜質咬人軋輥后易產生結疤。
      
      4.偽劣材表面易產生裂紋,原因是它的坯料是土坯,土坯氣孔多,土坯在冷卻的過程中由于受到熱應力的作用,產生裂痕,經過軋制后就有裂紋。
      
      5.偽劣鋼材容易刮傷,原因是偽劣材廠家設備簡陋,易產生毛刺,刮傷鋼材表面。深度刮傷降低鋼材的強度。
      
      6.偽劣鋼材無金屬光澤,呈淡紅色或類似生鐵的顏色,原因有兩點二、它的坯料是土坯。2、偽劣材軋制的溫度不標準,他們的鋼溫是通過目測的,這樣無法按規定的奧氏體區域進行軋制,鋼材的性能自然就無法達標。
      
      7.偽劣鋼材的橫筋細而低,經常出現充不滿的現象,原因是廠家為達到大的負公差,成品前幾道的壓下量偏大,鐵型偏小,孔型充不滿。
      
      8.偽劣鋼材的橫截面呈橢圓形,原因是廠家為了節約材料,成品輥前二道的壓下量偏大,這種螺紋鋼的強度大大地下降,而且也不符合螺紋鋼外形尺寸的標準。
      
      9.優質鋼材的成分均勻,冷剪機的噸位高,切頭端面平滑而整齊,而偽劣材由于材質差,切頭端面常常會有掉肉的現象,即凹凸不平,并且無金屬光澤。而且由于偽劣材廠家產品切頭少,頭尾會出現大耳子。
      
      10.偽劣鋼材材質含雜質多,鋼的密度偏小,而且尺寸超差嚴重,所以在沒有游標卡尺的情況下,可以對它進行稱量核對。比如對于螺紋鋼 20,國家標準中規定最大負公差為 5%,定尺9M時它的單根理論重量為 120公斤,它的最小的重量應該是:120 X(l-5%)=114公斤,稱量出來單根的實際重量比114公斤小,則是偽劣鋼材,原因是它負公差超過了5%。一般來說整相稱量效果會更好,主要考慮到累積誤差和概率論這個問題。
      
      11.偽劣鋼材的內徑尺寸波動較大,原因是;l、鋼溫不穩定有陰陽面。2、鋼的成分不均勻。3、由于設備簡陋,地基強度低,軋機的彈跳大。會出現有同一周內內徑變化較大,這樣的鋼筋受力不均勻易產生斷裂。
      
      12.優質材的商標和印字都比較規范。
      
      13.三鋼材直徑16以上的大螺紋,兩商標之間的間距都在IM以上。     14.偽劣鋼材螺紋鋼的縱筋經常呈波浪形。
      
      15.偽劣鋼材廠家由于沒有行車,所以打包比較松散。側面呈橢圓形。中國鋼管信息港內部報道
      
      
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