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      大直徑厚壁鋼管缺陷:偏析、縮管, 縮孔和縮松,氣孔和裂紋等
      時間:2020-05-30 09:00:03        點擊量:【 】次

      在鑄錠,的生產中,由于金屬和厚壁鋼管的性質,冶煉和鑄造過程中的技術條件和設備的控制,許多不同形式的缺陷將被帶到鑄錠。一些缺陷可以在清洗或輕微處理后消除,這不會影響產品質量,并可視為合格的鑄錠。一些缺陷不能排除,必須報廢和重新熔化。

      下面介紹幾種常見的大直徑厚壁鋼管缺陷。

      分離

      偏析是鑄錠的不均勻成分。厚壁鋼管在一個晶粒內有不均勻的成分,稱為晶粒內偏析。整個鑄錠卷的成分發生了變化,不同部分的成分有顯著差異,這就是所謂的區域隔離。區域隔離可分為以下類型。

      當鑄錠的中部與組元多,融為一體時,這被稱為積極隔離或正常隔離。當鑄錠的外部與組元多,融為一體時,這被稱為逆隔離。比重引起的鑄錠上下成分的差異稱為比重分離。

      均勻化退火可以消除晶粒內偏析。

      比重偏析可以通過在鑄造過程中攪拌、加快冷卻速度或添加其他元素來減輕,以防止晶體漂浮和下沉。

      當冷卻速度相對較慢,鑄錠從外向內凝固,高熔點組分首先凝固時,就會發生正偏析。隨著晶面的推進,外圍原來的易熔成分被推到鑄錠的中心

      相反,在逆偏析中,由于高冷卻速率,固化的高熔點組分收縮,導致枝晶間空隙,并且可熔組分在壓力下通過這些空隙被擠壓到鑄錠外層。嚴重的逆隔離會導致鑄錠“出汗”(隔離瘤)和疤痕。

      通過控制鑄造工藝因素,可以減少或消除局部偏析。

      2.縮管,縮孔和縮松

      這些缺陷是由鑄錠厚壁管在凝固過程中的體積收縮引起的。在冷卻過程中,液態金屬在靠近模具壁(四邊和底部)處凝固,而上部和中部仍然是液態的。凝固部分應收縮,液體應補充。當所有的固化部分完成后,鑄錠的上部將形成一個管(圖28 (a)),稱為縮管。氧化渣集中在這里。該零件只能拆卸,不能使用。為了減少凝固過程中的縮管,一些液態金屬(稱為補縮)逐漸加入,以消除或減少縮管的影響

      在液態金屬的冷卻過程中,除了在周圍模壁附近凝固外,上部會由于露天冷卻而緩慢凝固,而中部最終會凝固。當它凝固時,這個中心部分也需要補充,但是此時沒有液體補充,在鑄錠的中心部分有一個叫做縮孔的洞(圖28(b))。

      如果這些洞很小而且分散,它們就被稱為縮松(圖28(c))。

      在鑄造過程中,可以通過降低鑄造速度、提高冷卻速度或采用隔熱罩和加料來減少或消除這種缺陷。連鑄沒有像縮管和縮孔,那樣的缺陷,因為鑄錠無限長。

      3.氣孔

      厚壁鋼管在冶煉過程中會吸入氣體,并且沒有很好地脫氣和精煉。在凝固過程中,氣體被分離出來。如果它不能逃離鑄錠,它將留在鑄錠并形成圓孔(圖28(d));油漆選擇不當或油漆過多也會造成氣孔。很難區分氣孔和縮松

      4.裂縫

      由于裂縫而報廢的鑄錠數量相當大。厚壁鋼管凝固過程中的裂紋稱為熱裂紋。完全凝固后出現的裂紋稱為冷裂紋。這些裂紋都是由于溫差或其他原因在鑄錠產生的內應力造成的,內應力超過了當時合金的抗拉強度或允許塑性。高溫下會出現熱裂紋。與冷裂縫不同,裂縫經常被氧化。

      不銹鋼圓鋼上典型的內部裂紋主要是熱裂紋。不銹鋼精密管板坯上發現的裂紋主要是冷裂紋。圓錠和扁錠的裂紋形式不同。圓錠上的裂紋從中心向外延伸。石板上的裂縫從表面延伸到里面。圓錠和扁錠的裂紋類型如圖29和圖30。

      當鑄錠凝固并冷卻到室溫時,裂縫是最危險的。此時,裂縫有時會導致鑄錠爆炸,造成設備和工具的損失,甚至是人身事故。

      為了避免大直徑厚壁鋼管裂紋,除了注意合金成分外,還應注意模具(結晶器)的正確設計和操作規程的正確實施。盡量減少內部壓力。一些人已經證明,如果在結晶過程中合金的伸長率大于0.3%,就不會發生熱裂紋。如果厚壁管凝固后伸長率超過1.5%,則不會出現冷裂紋。

      5.鑄錠的加工

      脫模后,鑄錠應立即標注爐號并取樣分析。鑄錠規范是由不銹鋼管壓力加工車間根據設備能力、產品規格和工藝條件等因素提出的。因此,熔鑄車間不僅要保證合金成分和組織符合要求,還要保證無缺陷和尺寸合格。

      鑄錠加工在熔化和鑄造車間一般只切割和銑削表面(車削表面)。304不銹鋼衛生管采用錠模鑄造的銅合金和鎳合金以及易于發生逆偏析的鋁合金鑄錠應進行銑削,以去除表面缺陷(如裂紋、結疤、夾渣和凹凸不平),并確保尺寸在要求的公差范圍內。

      半連續鑄錠很長,應根據不銹鋼管加工車間的要求切成一定長度的錠。鑄錠本身必須砍掉它的頭和尾巴(通常70 ~ 150毫米)。

      經檢驗,所有要求均合格,并送至壓力加工車間。這時,在鑄錠的生產已經完成。

      近年來,有人把鑄錠和厚壁鋼管壓力加工聯系在一起。鑄錠從結晶器出來后,他進入軋制鋼。這是一種被稱為連鑄連軋的新工藝。


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