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    優質碳素結構鋼按含錳量不同分為正常含錳量

    2019-01-18   來源:   點擊數:32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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       中國鋼管信息港營管部獲悉:中碳鋼中的帶狀組織是指沿鋼材軋制方向形成的,以先共析鐵素體為主的帶與以珠光體為主的帶彼此堆疊而形成的組織形態,金屬材料在冶煉澆注后絕大部分要經過壓力加工
      
      方可成為型材 ,但是,熱軋加工后的材料容易得到沿著變形方向珠光體和鐵素體呈帶狀分布的組織[7-3]。帶狀組織形成的原因歸納起來大致有 2種:
      
      ① 由于成分偏析引起的帶狀組織。鋼種除碳以外的合金元素和磷等有害雜質的在壓延時,雜質沿壓延方向伸長。當鋼材冷至 Ar3以下時,這些雜質就成為鐵素體的核心使鐵素體形態呈帶狀分布,隨后珠光體也呈帶狀分布。由于成分偏析而形成的帶狀組織很難用熱處理的方法消除。
      
      ②由于熱加工溫度不當引起的帶狀組織,即熱加工停鍛或熱軋溫度在二相區時( Ar1和 Ar3之間),鐵素體沿著金屬流動方向從奧氏體中呈帶狀析出珠光體,這種組織可以通過正火或退火加以消除。
      
      20G、15CrMo、12Cr1Mo及 SA-210系列鋼為低合金耐熱鋼,屬于易出現帶狀組織的鋼種。作為高壓鍋爐管和過濾器用鋼時對其帶狀組織有限制 ,蘇聯 TY14-3-460-75中規定這幾種鋼管中的帶狀組織不得超過 3級。我國高壓鍋爐管和過濾器管標準 GB5310-85中未提及帶狀組織 [4],但我國各大鍋爐廠一般采用帶狀組織不超過 3級做為定貨標準。
      
      2. 高壓鍋爐管理化檢驗檢驗所用鋼管為兩種工藝制備而成。一是管坯經熱軋 ---再加熱爐---張減---成品工藝,另
      
      一種是管坯經 PQF連軋---旁通---張減---成品工藝。兩種工藝制備的鋼管最終規格均為 Φ76mm×9mm,爐號分別為 052480和 053012。
      
      2.1材料成分分析
      
      對爐號為 052480和 05301,鋼種為 ASME SA-210C(美標)的鋼管進行化學成分分析。
      
      2.2鋼管的常規力學、工藝性能檢驗
      
      對不同制備工藝的 SA210-C鋼管進行縱向力學性能檢驗和工藝性能檢驗,經兩種不同制備工藝的鋼管常規力學、工藝性能均滿足 ASME SA-210標準要求,二者無明顯差別。
      
      2.3帶狀組織觀察試樣取于不同軋制工藝的鋼管 (爐號分別為 052480和 05301)和鋼管的不同部位。將鋼管縱向切片,制成金相試樣,沿著軋制方向磨光,拋光,硫酸酒精浸蝕,觀察帶狀組織,按照國標 GB13299-91進行評定級別 ,之后選擇部分試樣進行微觀組織拍照。1-3為經軋制工藝一,爐號為 082480的帶狀組織。可見,鐵素體、珠光體呈現帶狀分布,并且鋼管從外到內帶狀組織依次加重。內壁最嚴重,評定級別為 4級,外壁最輕,評定級別為 1級。圖 4為經軋制工藝二,爐號為 053012的帶狀組織,其帶狀不明顯,內壁帶狀組織的評定級別為 1級,中部和外壁未發現有帶狀組織。經兩種軋制工藝所產生的帶狀組織檢驗結果。
      
      2.4帶狀組織消除工藝試驗對經兩種制備工藝生產的具有帶狀組織的鋼管進行正火處理。正火溫度910oC,保溫 30
      
      分鐘。正火處理后取樣做金相檢驗 ,經正火處理后,帶狀組織消失,呈均勻細小的等軸晶。
      
      3.結果分析
      
      1通過以上不同軋制工藝生產的 SA-210C高壓鍋爐管帶狀組織分析可知 ,經再加熱爐處理工藝生產的鋼管帶狀組織比旁通工藝生產的鋼管帶狀組織嚴重 ,在鋼管內部前者比后者平均要高 2~3級。但按兩種工藝生產的鋼管的常規(縱向)性能無明顯差異。據資料研究 [5-7],由于帶狀組織相鄰帶的顯微組織不用 ,它們的橫 /縱向機械性能有明顯差異 ,在外力作用下強弱帶之間會產生應力集中,因而造成總體力學性能的降低,并且有明顯的各項異性。從表 3可以看出,兩種軋制工藝所制備的鋼管的力學、工藝性能雖滿足標準要求 ,但由于鋼管個別
      
      中國鋼管信息港營管部獲悉:部位帶狀組織嚴重 ,造成該部位沖擊功已接近標準下限 ,在長時使用環境中,帶狀組織易成為微裂紋源,造成爆管 [8]。
      
      2為了探求形成帶狀組織的真正原因,對經再加熱爐處理的鋼管進行恢復熱處理工藝試驗,正火溫度910℃,保溫 30分鐘后空冷。試驗結果由圖 5、6可見,帶狀組織完全消除,得到均勻細小的 F+P組織。通過試驗證明正火可消除帶狀組織,說明該帶狀組織是再加熱爐溫度設置不合理造成的,而不是因為化學成分偏析引起的。由于再加熱爐溫度設置不合理,張減使鋼管在兩相區 (Ar1~Ar3)軋制,鐵素體沿著金屬流動方向從奧氏體中呈帶狀析出,尚未分解的奧氏體被分割成帶狀,當冷卻到 Ar1時,帶狀奧氏體轉化為珠光體,這種組織可通過正火或退火的方法消除。
      
      4結論
      
      1兩種工藝生產的鋼管有嚴重的帶狀組織,是由于終軋溫度低于 Ar3,而又沒有進行軋后熱處理造成的,可以通過 910oC正火熱處理工藝消除帶狀組織。
      
      2嚴重帶狀組織的鋼管常溫力學性能呈明顯的各向異性,對具有帶狀組織的鋼管常規力學等檢驗,結果仍符合產品標準要求,可以安全運行,但仍需加強監督管理。
      
      3為節約生產成本,優化生產工藝,可采取控軋技術,來抑制帶狀組織的產生 ,但要嚴格控制終軋溫度和冷卻速度 [9][10],以代替正火處理。
      
      4為防止有異常組織鋼管出廠,避免造成不必要的事故,應嚴格檢驗,在產品制造工藝文件中明確顯微組織檢驗標準等相關條款。
      
      優質碳素結構鋼是含碳小于0.8%的碳素鋼,這種鋼中所含的硫、磷及非金屬夾雜物比碳素結構鋼少,機械性能較為優良。
      
      優質碳素結構鋼按含碳量不同可分為三類:低碳鋼(C%26le;0.25%)、中碳鋼(C為0.25-0.6%)和高碳鋼(C>0.6%)。
      
      優質碳素結構鋼按含錳量不同分為正常含錳量(含錳0.25%-0.8%)和較高含錳量(含錳0.70%-1.20%)兩組,后者具有較好的力學性能和加工性能。
      
      1、優質碳素結構鋼熱軋薄鋼板和鋼帶
      
      優質碳素結構鋼熱軋薄鋼板和鋼帶用于汽車、航空工業及其他部門。其鋼的牌號為沸騰鋼:08F、10F、15F;鎮靜鋼:08、08AL、10、15、20、25、30、35、40、45、50。25及25以下為低碳鋼板30及30以上為中碳鋼板。
      
      2、優質碳素結構鋼熱軋厚鋼板和寬鋼帶
      
      優質碳素結構鋼熱軋厚鋼板和寬鋼帶用于各種機械結構件。其鋼的牌號為低碳鋼包括:05F、08F、08、10F、10、15F、15、20F、20、25、20Mn、25Mn等;中碳鋼包括:30、35、40、45、50、55、60、30Mn、40Mn、50Mn、60Mn等;高碳鋼包括:65、70、65Mn等。
      
      這類鋼主要保證力學性能。故其牌號體現其力學性能,用Q+數字表示其中%26ldquo;Q%26rdquo;為屈服點%26ldquo;屈%26rdquo;字的漢語拼音字首。數字表示屈服點數值,例如Q275表示屈服點為275MPa.若牌號后面標注字母A、B、C、D。則表示鋼材質量等級不同,含S、P的量依次降低,鋼材質量依次提高。若在牌號后面標注字母%26ldquo;F%26rdquo;則為沸騰鋼,標注%26ldquo;b%26rdquo;為半鎮靜鋼,不標注%26ldquo;F%26rdquo;或%26ldquo;b%26rdquo;者為鎮靜鋼。例如Q235―AF表示屈服點為235MPa的A級沸騰鋼,Q235―C表示屈服點為235MPa的C級鎮靜鋼。碳素結構鋼一般情況下都不經熱處理,而在供應狀態下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質量分數低,焊接性能好。塑性、韌性好,有一定強度,常軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等。用于橋梁、建筑等結構和制造普通鉚釘、螺釘、螺母等零件。Q255和Q275鋼碳的質量分數稍高,強度較高。塑性、韌性較好,可進行焊接,通常軋制成型鋼、條鋼和鋼板作結構件以及制造簡單機械的連桿、齒輪、聯軸節、銷等零件。中國鋼管信息港營管部獲悉
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