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在不銹鋼焊管的生產過程中,有一道工序非常的重要,那就是——固溶處理。固溶處理是指將合金加熱到高溫單相區恒溫保持,使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻,以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。那么為什么要對不銹鋼焊管進行固溶處理,它有何作用呢?
不銹鋼焊管通過固溶處理來軟化,一般將不銹鋼焊管加熱到950~1150℃左右,保溫一段時間,使碳化物和各種合金元素充分均勻地溶解于奧氏體中,然后快速淬水冷卻,碳及其它合金元素來不及析出,獲得純奧氏體組織。其作用有以下3點:
使焊接鋼管組織和成分均勻一致,這對原料尤其重要,因為熱軋線材各段的軋制溫度和冷卻速度不一樣,造成組織結構不一致。在高溫下原子活動加劇,σ相溶解,化學成分趨于均勻,快速冷卻后就獲得均勻的單相組織。
加工硬化,以利于繼續冷加工。通過固溶處理,歪扭的晶格恢復,伸長和破碎的晶粒重新結晶,內應力,鋼管抗拉強度下降,伸長率上升。
恢復不銹鋼焊接固有的耐蝕性能。由于冷加工造成碳化物析出,晶格缺陷,使不銹鋼耐蝕性能下降,而固溶處理后不銹鋼焊管的耐蝕性能恢復到好狀態。
經過固溶處理的不銹鋼焊管,其各方面性能才能達到狀態,因此固溶處理對不銹鋼焊管而言非常重要。
熱擠壓一般是針對雙金屬管坯進行的,稱為復合擠壓(coextrude)。復合擠壓目前是生產不銹鋼和高鎳合金無縫復合管的好方法,日本制鋼所利用這種方法生產8in(203.2mm)以下的雙金屬復合管。它是將兩種以上的金屬組成的一大直徑復合坯料加熱到1200℃左右,然后擠過由模具和芯軸形成的環狀空間。當擠壓坯料截面縮減到10:1時,高的擠壓壓力和溫度會在界面處產生“壓力焊”的焊接效應,促進界面間的快速擴散和廣泛結合,實現界面的冶金結合。擠壓前的復合管坯制造方法有三種:由鍛造坯料通過熱穿孔和放大擠壓獲得;直接離心旋鑄;用耐蝕粉末顆粒。也有內外兩種金屬原材料均采用粉末的,稱為“nuval”工藝,可以開發新型合金,但粉末制備成本太高。復合擠壓的優缺點分別為:
優點:界面為冶金結合;擠壓過程中涉及的力完全是壓應力,因此特別適合于熱加工性不好、塑性低的高合金金屬的加工。
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為了解決在鎳供應量嚴重不足的情況下,不銹鋼的生產和供應問題,美國開發出了這種以錳代鎳的奧氏體不銹鋼新鋼種系列。結束后,美國鎳的供應狀況逐步改善,因此,300系列不銹鋼的生產不再受原料緊張的制約,因此200系列就沒有再得到大的發展。幾位當初參與開發200系列不銹鋼的印度人,回到印度后,從印度是一個錳資源相對豐富、鎳資源缺乏的國情出發,將在美國開發的200系列鋼種的不銹鋼品種帶回印度。
200系列不銹鋼的應用在印度所以成功,是由于在一些特定的用途中有可能替代304不銹鋼。在市場上售出的大部份200系列不銹鋼幾乎沒有按照國標控制硫、碳含量,以錳(和氮)取代部分或全部鎳來生產更低鎳含量的奧氏體不銹鋼。這種系列材料的缺點是:18%以下的鉻含量與低的鎳含量達不到平衡而形成了鐵素體,為此,200系列不銹鋼中的鉻含量降到13.5%~15%,某些情況下降到了13%~14%,其耐腐蝕是不能與304和其他類似的鋼相比的。
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