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無縫鋼管管坯的顯微組織缺陷——管坯非金屬夾雜物

   2019-10-21 21
核心提示:當管坯夾雜物含量太多,特別是呈簇狀分布并形成大型夾雜物之后不僅會影響無縫鋼管的性能,而且可能會使無縫鋼管在生產過程中產生裂紋。
       當管坯夾雜物含量太多,特別是呈簇狀分布并形成大型夾雜物之后不僅會影響無縫鋼管的性能,而且可能會使無縫鋼管在生產過程中產生裂紋。

管坯中存在非金屬夾雜物是不可避免的。它是鋼中的鐵及其他元素與氧、硫、氮等作用而形成的化合物,如FeO, MnO, Al203, Cr203, TiO2,SiO2, FeS, MnS, TiN, VN, ZrN等;也有可能是在煉鋼和澆鑄時鋼水中混人了耐火材料碎片。后者的成分也主要是Si, A1, Fe, Cr, Ca, Mg等的氧化物。

Fe, Mn, Al, Cr, Ti等雖是金屬元素,但當它們在與氧、硫、氮等結合而形成上述化合物之后,在本質上已經失去了金屬的性質,并且這些化合物是機械地鑲嵌在鋼中,與鋼的機體無任何聯系。
 

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根據難熔夾雜物的特征,按照現有的評定方法,一般將非金屬夾雜物分為A, B, C, D, DS五類,分別對應于硫化物、氧化物、硅酸鹽、氮化物和單個球形夾雜物。根據非金屬夾雜物在熱加工時的變形能力,又可將其細分成塑性夾雜物、脆性夾雜物、半塑性夾雜物和點狀不變形夾雜物等。

鑄坯中的非金屬夾雜物一般都很小(直徑不到45m),這種非金屬夾雜物很少會直接造成鋼管缺陷。但當鑄坯中的非金屬夾雜物多且以大顆粒形式存在時,就會造成鋼管缺陷,并且,有時鑄坯中僅有1顆大顆粒的非金屬夾雜物就足以使鋼管產生大的缺陷(鋼管管壁出現夾層)。因此,不僅要控制連鑄圓管坯中的中等尺寸非金屬夾雜物的含量,而且還要避免其形成大于臨界尺寸的大顆粒的非金屬夾雜物。

在軋制過程中,非金屬夾雜物之所以會造成產品缺陷,是因為非金屬夾雜物的塑性和熔點與基體金屬存在很大的差異。有的非金屬夾雜物當加熱到較低溫度時,就會在晶界處發生熔化。有的非金屬夾雜物在熱一機械負荷下,當進行熱加工變形時,會因其塑性差而被“軋碎”,與鋼的變形不一致或不變形而使無縫鋼管產生裂紋。

 
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