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合金管如何避免熱處理裂紋?
合金管是無(wú)縫鋼管的一種，其性能要比一般的無(wú)縫鋼管高很多，因?yàn)檫@種鋼管里面含Cr(鉻)比較多，其耐高溫、耐低溫、耐腐蝕的性能是其他無(wú)縫鋼管比不上的，所以合金管在石油、化工、電力、鍋爐等行業(yè)的用途比較廣泛.
本地廠家對(duì)一批原料鋼管進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理(調(diào)質(zhì)是淬火加高溫回火的雙重?zé)崽幚恚淠康氖鞘篃o(wú)縫管具有良好的綜合機(jī)械性能)。對(duì)已調(diào)質(zhì)過的管料進(jìn)行超聲波檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)部分管體存在缺陷，經(jīng)超聲波手動(dòng)復(fù)查后確定缺陷為熱處理裂紋。
管料內(nèi)外壁宏觀觀察：
對(duì)管料內(nèi)外壁表面情況進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)部分管體內(nèi)外表面存在管料在軋制過程中形成的管縫、結(jié)疤缺陷，且管體內(nèi)壁不平滑、存在較多凹痕。
為了更好地查找此次管料熱處理后裂紋產(chǎn)生的原因，分別對(duì)檢驗(yàn)不合格的管料進(jìn)行取樣。
式樣成分分析：
試樣1裂紋內(nèi)部存在黑色的氧化物，對(duì)其進(jìn)行能譜分析，分析發(fā)現(xiàn)裂紋內(nèi)部主要為鐵的氧化物。該氧化物系軋制過程中卷入的氧化皮和后期熱處理時(shí)折疊周圍的基體被氧化形成的;
試樣2裂紋周邊白亮組織經(jīng)初步分析不是普通的鐵素體，于是對(duì)該區(qū)域進(jìn)行能譜分析。結(jié)果表明，裂紋周邊白亮組織附近區(qū)域磷元素含量較為異常。
結(jié)果分析：
由于該批管料在入廠驗(yàn)收和管體調(diào)質(zhì)后檢驗(yàn)兩個(gè)環(huán)節(jié)中都大批量出現(xiàn)了管體裂紋等缺陷，因此可以初步推斷管體產(chǎn)生的裂紋類型大致分為軋制造成的折疊和調(diào)質(zhì)處理過程中產(chǎn)生的淬火裂紋兩種。
試樣1是未經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的管料，管料外壁的裂紋與管料的軋制過程有關(guān)，從試樣1的金相組織來(lái)看，裂紋周邊的金屬流線與裂紋走向保持平行一致，裂紋的開口與管體外壁呈一定角度，而不是和普通淬火裂紋一樣與表面垂直，可以斷定，該裂紋為管料在軋制中產(chǎn)生的折疊，且折疊尾端金屬在被擠入基體之前就形成了皺皮。裂紋兩側(cè)脫碳不嚴(yán)重，而裂紋中間氧化較為嚴(yán)重，因此說(shuō)明該處的折疊形成原因是軋制溫度不高，未達(dá)到金屬脫碳溫度。當(dāng)圓鋼坯料表面存在未除盡的氧化皮或者陷坑，管坯在后續(xù)生產(chǎn)工序中，圓鋼表面的氧化皮或者折疊有可能被卷入毛坯鋼管中，而這部分金屬由于存在氧化物未能使周圍的基體保持金屬連續(xù)性，*終形成折疊缺陷。
試樣2是經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的管料，其內(nèi)壁存在多條裂紋，部分裂紋在管料內(nèi)壁凹坑底部萌生。管體內(nèi)壁陷坑底部，在淬火過程中容易引起組織應(yīng)力集中，當(dāng)局部應(yīng)力超過管體材料的斷裂抗力，便產(chǎn)生裂紋。凹坑底部裂紋的擴(kuò)展形貌較為曲折，有別于普通的淬火裂紋，且在裂紋周邊存在一些異常的白亮組織。經(jīng)過能譜分析，這些異常的白亮組織中磷元素的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基體中的磷含量。管料試樣2的富磷區(qū)域可能是由于材料在冶煉過程中脫磷不完全、均勻化程度不夠而形成的。可知，管料內(nèi)壁存在陷坑，淬火時(shí)在陷坑底部產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，局部應(yīng)力過大，導(dǎo)致管料出現(xiàn)淬火裂紋;另外，部分裂紋附近存在富磷區(qū)也是管體產(chǎn)生裂紋的重要原因。
通過以上分析發(fā)現(xiàn)合金管熱處理裂紋產(chǎn)生原因：
試樣1原料管的外表面裂紋為軋制工序中產(chǎn)生的折疊;
試樣2管體的裂紋為淬火裂紋，主要是管體內(nèi)壁不夠平滑，存在凹坑，在淬火時(shí)引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致管體產(chǎn)生裂紋;
試樣2管體內(nèi)壁多處存在磷元素偏析也是導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的重要原因。
如何避免合金鋼管產(chǎn)生熱處理裂紋?
改善管料軋制工藝，使每道次變形量盡量合理，保持軋制溫度均勻，避免低溫軋制，以減少表面折疊缺陷，同時(shí)加強(qiáng)表面酸洗，對(duì)酸洗后暴露出來(lái)的明顯裂紋進(jìn)行充分修磨;
保證穿孔機(jī)頂頭表面光滑，避免管體內(nèi)壁凹坑的產(chǎn)生;
提高鋼材的冶煉質(zhì)量，改善脫磷操作工藝，嚴(yán)格控制磷等有害元素的含量。