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双相不锈钢HDR(00Cr25Ni6Mo3N)钢管弯曲异常的原因分析
HDR(00Cr25Ni6Mo3N)是一种典型的奥氏体-铁素体型双相不锈钢,该钢种在常温的理想相比例约为60%的铁素体相和40%的奥氏体相,随着温度的变化,各相的比例会发生相应的变化。HDR(00Cr25Ni6Mo3N)是继2205之后我国重点开发的双相不锈钢之一,主要用于大型化肥厂生产的甲胺泵泵体。
攀长钢钢管公司于2007年为国家某项目生产一批双相不锈钢HDR管材,该批管材在用户进行冷弯时部分管材出现异常情况,主要表现为弯曲时弯曲部位出现断裂或起皱,局部出现变形不均匀呈现竹节状。为彻底查明原因,攀长钢公司组成了专门的攻关小组。通过对管材异常的部位进行宏观分析、断口观察、化学成分分析、拉力试验、压扁试验、金相试验及相比例对比等解剖式分析,找到了导致双相不锈钢HDR钢管冷弯曲异常的原因。
采用非真空+电渣重熔工艺进行冶炼,管材加工的基本工艺为:管坯(φ220mm)加工→热挤压成φ95mm×8mm→精整→冷加工到成品→去油→热处理→矫直→切管→酸洗→理化检测→探伤→精整→入库。
项目 |
化学成分(%) |
||||||||
C |
Mn |
Si |
S |
P |
Ni |
Cr |
Mo |
N |
|
标准值 |
≤0.03 |
≤2.00 |
≤0.80 |
≤0.025 |
≤0.03 |
4.50-7.50 |
24.0-26.0 |
2.0-3.0 |
0.1-0.2 |
对出现问题的材料进行的检测和分析数据表明,该批管材的屈强比较高,弯曲正常的管材的屈强比约为0.73左右,弯曲异常的管材的平均屈强比为0.81,而奥氏体钢的屈强比仅为0.4~0.6左右,HDR钢的理想屈强比大约为0.7左右,因此,造成管材产生弯曲异常的原因是管材的屈强比偏高。
从理论上说,双相不锈钢仍然具有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向,对于冷变形而言,与18-8型奥氏体不锈钢相比,在管、板承受变形的初期,需要施加较大的应力才能变形。相对于18-8型奥氏体不锈钢而言,双相不锈钢具有相对较低的应变硬化指数n和较为明显的各相异性。通常,平均应变硬化指数值越大,钢的冷成型性越好。0Cr18Ni9的平均应变硬化指数值可以达到0.32左右,而双相不锈钢的应变硬化指数值相对较低,通过热处理工艺调整,可在一定程度上提高其应变硬化指数,有利于其冷变形性能的提高,改善其冷成型性。
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