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至德钢业双相不锈钢方管的冷弯异形管工业试制成功

来源:至德钢业 日期:2020-04-18 01:26:18 人气:112

  浙江至德钢业有限公司对双相不锈钢方管进行冷弯方形管的中试试验,实验设备采用东洋公司的二次成形机组,设备共有8个道次的牌坊架,其设备结构和轧辊模式如下图所示。将圆管加工为异型管产品时,圆管外表面受到轧辊的压力而产生截面变形,在变形的过程中圆管的外周长会产生一定量的缩减,通常把母管的外周长与成品管的外周长的比值称为缩径率或压缩系数,本研究中圆管外径42mm,外周长为132mm,选取压缩系数为3%,设计生产成品规格为34mm×34mm的方管。


  在双相不锈钢方管成形过程中,随着变形量和压缩量的不断增大,管材加工硬化程度也不断增大,由于双相钢不锈钢方管的加工硬化性能较好,为保证产品尺寸精度,以及平衡设备各道次间载荷,设置道次变形量逐渐减小。浙江至德钢业有限公司研究中,发现由圆管变为方管总变形量较小,所以选择5道次变形。设备道次l为圆管,由道次2开始至道次5,各道次变形量百分比依次为40%,30%,20%,10%,道次5变为方管最终得出的圆管变形花如图所示。

    

 成形后的方管如图所示,双相钢不锈钢方管成形后未发生开裂,在方管平面与直角位置取样,在金相显微镜下观察,与原始组织进行对比,组织如图所示。图中所示为钢管的初始组织,马氏体岛均匀分布在铁索体基体上,没有明显的带状组织。双相钢无缝管经过冷弯加工变成方管后,方管平面部分的组织中出现了少量的带状组织。边角部位是方管成形过程中变形量最大的部位,由图可见,组织中出现了较多的带状组织,铁索体晶粒产生了一定的变形,由于产生了塑性变形,方管的强度会有所增加。对双相钢无缝管制成的方管进行拉伸试验,力学性能参数如表所示,双相钢无缝管经过冷弯加工,其屈服强度略有提升,抗拉强度变化不大,屈强比相对应的有所提高,而延伸率变化不大。由于双相不锈钢方管经过冷弯加工后,屈服强度升至485MPa,参照相关国家标准,双相不锈钢方管的性能指标已经符合Q460钢种相关要求。可见,以低成本、微合金化成分的无缝钢管为原料,通过合理的热处理工艺试制成双相钢无缝管,可以达到低合金钢管品种的性能指标,这既节省了合金原料,又可以作为处理过剩产能的一条途径,有很好的实际应用前景。


  回火、缓冷、预加热等热处理工艺,可以对双相钢不锈钢方管的成形性能有明显的改善。通过对各个工艺对实验钢管成形性能影响规律的研究,建立了合理的工艺窗口,在保证强度高于900MPa的前提下,延伸率仍可达到20%以上,最高强塑积可达20865MPa-%,并且具有屈强比低,加工硬化指数高的优良成形性能指标,经冷弯成形后,可以得到性能良好的异形管产品。得到结论如下:


  1. 在快速加热条件下,不同的回火温度对双相钢中的马氏体分解和位错回复会产生不同的影响。随着回火温度的升高,马氏体分解产生的碳化物尺寸增加,马氏体硬度下降,使延伸率增加,而在300℃时产生回火脆性,延伸率异常降低:铁素体内的可动位错密度随着回火温度升高而降低,并且由于回火碳化物的存在,当回火温度在200℃以上时,实验钢管拉伸曲线中出现屈服平台,屈强比升高。综合各项指标,回火温度为200℃为最佳。


  2. 缓冷制度可得到取向附生铁素体,从而提高双相不锈钢方管的延伸率。为保证铁素体相变充分,需适当提高临界区的退火温度,但随着缓冷初始温度的升高,实验钢管中的贝氏体含量增加,晶粒尺寸较大,成形性能恶化。实验结果表明,缓冷初始温度为790℃时,钢中贝氏体含量较少,并且取向附生铁素体相变进行充分。


  3. 将实验钢管加热至550℃后空冷,使其初始组织中的大块珠光体发生一定程度的分解,转变为分散的渗碳体团。该初始组织经热处理后得到的双相钢无缝管中,不存在贝氏体组织,成形性能得到了进一步的提高,对强度影响不大。


  4. 双相不锈钢方管经冷弯成形后,可制成方管等复杂断面异形管,屈服强度略有提高,仍具有较低的屈强比,力学性能与Q460方管相近,而在成分设计出成本较低,具有良好的应用前景。


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本文标签:双相不锈钢方管 

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