在奧氏體不銹鋼管中,奧氏體是碳溶解于γ鐵中形成的固溶體,因此冶煉后會(huì)在奧氏體組織中出現(xiàn)一定含量的鐵素體組織,形成α相。在高溫狀態(tài)下,奧氏體不銹鋼管中的α相降低金屬塑性,但允許擠壓坯料含有一定的α相。有資料認(rèn)為,在擠壓任何形狀的型材時(shí),坯料中允許有4%(體積分?jǐn)?shù))的α相存在;而擠壓簡(jiǎn)單形狀的型材時(shí),允許有10%(體積分?jǐn)?shù))的α相存在。


 美國(guó)Amerex擠壓廠在生產(chǎn)不銹鋼管和型材時(shí),要求304不銹鋼304L不銹鋼316不銹鋼、316L不銹鋼坯料中α相不多于5.0%,347不銹鋼、347H不銹鋼坯料中α相不多于3.0%。


為了研究坯料中α相含量對(duì)擠壓不銹鋼管質(zhì)量的影響,選用α相含量分別為1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、3.5級(jí)的4爐321不銹鋼,在實(shí)驗(yàn)溫度為1200℃的條件下進(jìn)行工藝性能、熱拉伸和熱扭轉(zhuǎn)性能試驗(yàn),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較。分析結(jié)果表明,提高α相含量可使扭轉(zhuǎn)破壞試樣的數(shù)量降低19%,但α相含量對(duì)其余試驗(yàn)的塑性指標(biāo)幾乎沒(méi)有影響。


 為了進(jìn)一步在工業(yè)條件下驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果,采用擠壓錐形管方法,即使用模子直徑不變,擠壓芯棒為錐形芯棒,擠壓坯料預(yù)鉆有錐形孔。該方法能夠在一次試驗(yàn)中使擠壓的延伸系數(shù)達(dá)到6~32。擠壓后檢查錐形管的內(nèi)外表面,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)較大的差別;不大的缺陷都類同,沒(méi)有任何的規(guī)律,僅發(fā)現(xiàn)錐形管的內(nèi)表面光潔度隨著延伸系數(shù)的增大有明顯改善的趨勢(shì),而延伸系數(shù)的變化對(duì)錐形管內(nèi)表面的質(zhì)量沒(méi)有影響。試驗(yàn)結(jié)果僅說(shuō)明,錐形孔空心坯表面光潔度和玻璃潤(rùn)滑劑的工作條件對(duì)不銹鋼管質(zhì)量的影響要比α相含量的大。


 對(duì)不同級(jí)別α相含量的4爐321不銹鋼坯料擠壓后的鋼管表面進(jìn)行檢查,其結(jié)果表明,在3150噸擠壓機(jī)上擠壓,α相含量最高的坯料(為3.5級(jí)),有12%的擠壓鋼管在內(nèi)表面上有輕微缺陷。沿長(zhǎng)度方向在輕微缺陷處取金相顯微試樣,并進(jìn)行試驗(yàn)。其試驗(yàn)結(jié)果表明,僅在錐形管內(nèi)表面開(kāi)始部分有粗糙的α相集聚,鋼管表面沒(méi)有顯微撕裂缺陷,α相呈拉伸細(xì)纖維狀。而個(gè)別鋼管內(nèi)表面上記錄有高的α相含量,并伴有輕微的細(xì)裂紋,但裂紋具有區(qū)域性特點(diǎn),并沒(méi)有選擇性地發(fā)生在α相區(qū)或相界。這說(shuō)明有其他的工藝因素對(duì)裂紋起作用。


 由上述分析可以看出,奧氏體不銹鋼坯料中α相含量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響并不敏感。在擠壓過(guò)程中,α相并不是導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生的直接原因。但在一些不利工藝因素的影響下,α相能夠促使缺陷的形成。α相含量高的321不銹鋼坯料擠壓后的鋼管顯微組織如圖5-3所示。


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 同時(shí),在不同的溫度變形條件下,采用α相為3級(jí)(體積分?jǐn)?shù)為4%)的1Cr18Ni10Ti不銹鋼坯料進(jìn)行鋼管擠壓驗(yàn)證試驗(yàn)也進(jìn)一步證明,α相含量對(duì)擠壓鋼管的表面質(zhì)量沒(méi)有影響,若再進(jìn)一步的提高坯料中α相的含量,將會(huì)引起擠壓不銹鋼管內(nèi)表面出現(xiàn)少量輕微缺陷。