不銹鋼管是由熔化金屬凝固而成的鋼坯制成的,在此過程中會產生固有缺陷,這些缺陷的大部分在切除頭尾時會被去除,但仍有一定數量的缺陷殘留在不銹鋼坯之中,隨鋼坯一起進入下道工序中。
表1-1介紹了不銹鋼(gang)管(guan)中常見固有缺陷的位置及成因。
1. 縮孔
液(ye)態(tai)金屬從澆注溫(wen)度凝(ning)固(gu)(gu)冷卻到室溫(wen)的過(guo)程中(zhong),體積會(hui)收(shou)縮(suo)(suo)。由于金屬的液(ye)態(tai)收(shou)縮(suo)(suo)和(he)凝(ning)固(gu)(gu)收(shou)縮(suo)(suo)之和(he)遠遠小于固(gu)(gu)態(tai)收(shou)縮(suo)(suo),在鑄件最后凝(ning)固(gu)(gu)的區域會(hui)出現空(kong)洞集中(zhong)。此(ci)時,如熔化金屬不足以補充填滿(man)錠坯(pi)頭部,結果便形(xing)成(cheng)空(kong)腔,通常此(ci)空(kong)腔形(xing)狀呈倒錐(zhui)或圓柱形(xing)。假如收(shou)縮(suo)(suo)空(kong)腔在鋼坯(pi)出廠前未能全部切(qie)除,則其將在成(cheng)品鋼管中(zhong)被延伸(shen)成(cheng)空(kong)隙,此(ci)空(kong)隙稱為縮(suo)(suo)孔(kong)。
2. 鑄造熱裂(lie)紋
鑄件(jian)在凝(ning)固后(hou)期,固相已基本形(xing)(xing)成骨架,并(bing)開(kai)始(shi)線收縮。如果在此過(guo)程中受到幾何制約(yue),使線收縮受阻,鑄件(jian)內(nei)將產生熱裂紋(wen),并(bing)通常出(chu)現(xian)在鑄件(jian)最(zui)后(hou)凝(ning)固的(de)地方。根據熱裂紋(wen)形(xing)(xing)成的(de)位(wei)置,熱裂紋(wen)可分(fen)為外熱裂紋(wen)和內(nei)熱裂紋(wen)。
外熱裂(lie)(lie)紋(wen)特征(zheng):裂(lie)(lie)口從(cong)鑄(zhu)件表(biao)(biao)面(mian)(mian)開(kai)始(shi),逐漸延伸到(dao)內部,呈表(biao)(biao)面(mian)(mian)寬內部窄,裂(lie)(lie)紋(wen)被氧化而變色(se)。鑄(zhu)件表(biao)(biao)面(mian)(mian)有單條或多條裂(lie)(lie)紋(wen),裂(lie)(lie)紋(wen)長度短、不規則、有分(fen)叉。
內(nei)熱(re)裂紋(wen)特征:內(nei)熱(re)裂紋(wen)主要產生(sheng)(sheng)于厚實鑄件最后凝固的中心(xin)部(bu)位,或由(you)于補縮不良,產生(sheng)(sheng)于縮孔尾部(bu)延伸入鑄件中。內(nei)熱(re)裂紋(wen)走向無規律(lv)性,鋼坯內(nei)熱(re)裂紋(wen)的周圍可能硫磷偏析嚴重(zhong)。
3. 氣(qi)孔(kong)
氣孔(kong),也稱氣眼,是鋼(gang)坯生產中(zhong)的主要缺陷之(zhi)一(yi),產生于鑄件(jian)內部、表(biao)(biao)面或近表(biao)(biao)面,呈大(da)小不等的圓形(xing)、長形(xing)及不規(gui)則形(xing),有單個的,也有聚(ju)集成片的,孔(kong)壁光滑,顏色為白色。根(gen)據形(xing)狀及形(xing)成原(yuan)因一(yi)般分為氣孔(kong)、氣泡(pao)、針孔(kong)、氣疏(shu)松和(he)氣縮(suo)孔(kong)。
4. 夾雜(za)物
在煉鋼(gang)過程中(zhong),少(shao)量爐渣、耐火材(cai)料及冶煉反(fan)應(ying)產物(wu)可能(neng)進入鋼(gang)液,形成非金(jin)(jin)屬(shu)夾(jia)(jia)雜物(wu)。不同形態(tai)的(de)夾(jia)(jia)雜物(wu)混雜在金(jin)(jin)屬(shu)內部(bu),破(po)壞了金(jin)(jin)屬(shu)的(de)連續(xu)性(xing)和(he)完整性(xing)。夾(jia)(jia)雜物(wu)會(hui)降低鋼(gang)管(guan)的(de)力學(xue)性(xing)能(neng)、特別(bie)是塑性(xing)、韌性(xing)和(he)疲勞極限。其他促使產生(sheng)非金(jin)(jin)屬(shu)夾(jia)(jia)雜物(wu)的(de)原因是:不良的(de)澆注(zhu)方法和(he)不適當的(de)澆注(zhu)體系(xi)會(hui)使金(jin)(jin)屬(shu)液在錠模中(zhong)產生(sheng)湍流。
非(fei)金(jin)屬(shu)夾雜(za)物的形狀以及它(ta)與周圍材(cai)(cai)料(liao)不(bu)連(lian)續和不(bu)相容的特(te)(te)點,使(shi)它(ta)所處部(bu)位的應(ying)力升高(gao)。這些夾雜(za)物的存(cun)在,使(shi)鋼(gang)管(guan)承(cheng)受高(gao)沖擊(ji)、靜態或疲勞應(ying)力的性(xing)能降低。夾雜(za)物對上述(shu)性(xing)能的影(ying)響(xiang),取決于自(zi)身的尺寸(cun)、形狀、抗變(bian)形性(xing),與施(shi)加有關(guan)應(ying)力的方(fang)向(xiang)和材(cai)(cai)料(liao)的抗拉強度有關(guan)。許(xu)多(duo)夾雜(za)物也(ye)可使(shi)其所在金(jin)相組織,比(bi)之(zhi)基(ji)體材(cai)(cai)料(liao)和其他部(bu)段更加復雜(za)。每種金(jin)屬(shu)都(dou)具有自(zi)己特(te)(te)有的夾雜(za)物。
典型情況下,不銹鋼管中的(de)夾雜物因塑(su)性變(bian)形(xing)而變(bian)成(cheng)拉長的(de)形(xing)狀(zhuang),即(ji)在(zai)縱剖面上呈(cheng)帶狀(zhuang)或條狀(zhuang),而在(zai)橫截面上則呈(cheng)較圓(yuan)的(de)或扁平(ping)的(de)形(xing)狀(zhuang)。