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为什么退火温度超过800度时合金钢管塑性开始下降？ 合金钢管在成型和焊接的过程中，会导致加工硬化和焊接应力。如果退火温度较低，应力和硬化得不到充分，所以退火后的焊管强度较高但塑性较差。随着退火温度的升高，应力和硬化逐渐，从而使焊管强度降低，塑性提高。 为什么退火温度超过800度时合金钢管塑性开始下降？ 从铁碳相图中我们知道，在这个温度范围内，该材料处于铁素体和奥氏体两相区，原始组织部分转变成奥氏体，但还有部分铁素体并未发生转变。通过计算可以知道，在焊管成型时，材料发生了10%左右的冷变形;由于冷变形程度不大，材料在退火时很少有再结晶发生。这些未转变的铁素体在退火过程中要长大，而且温度越高晶粒越粗，退火冷却后这些粗大的铁素体晶粒依然保留下来。另一方面，加热到高温形成的奥氏体，冷却后形成细小铁素体晶粒，从而又造成晶粒尺寸的不均匀，从而使强度和塑性均下降。
Q345B矩形管的控制冷却工艺 Q345B矩形管生产的目的是获得拉拔性能良好的索氏体组织，理论上应使相变在630℃左右发生，而实际生产中不可能是完全的等温转变，终产品中除了索氏体，还可能有少量铁素体和片状珠光体。本文采用热模拟实验的数据，对Q345B矩形管的动态连续冷却转变曲线(CCT曲线)进行了研究，讨论了吐丝温度和风冷线冷却制度对组织性能的影响，并结合高速线材控制冷却过程中的两个基本模型，即斯太尔摩风冷线上奥氏体向珠光体转变模型及终显微组织与力学性能的关系模型，分析了Q345B矩形管的控制冷却过程与终的显微组织和力学性能的关系，以便对冷却制度进行优化，降低组织性能改判率。 1 CCT曲线的绘制 试样钢种为WLX82A，轧制前坯料尺寸为200mm×200mm×6000mm，成品断面尺寸为.5mm。于粗轧机出口摆剪处剪下一段粗轧坯试样，加工为中8mm×15mm的圆柱体。 将Q345B矩形管试样加热至1100℃，保温5min后冷却至1050CC，以50／s应变速率、60％相对变形程度进行压缩变形。根据现场的生产工艺，设定了3个起始冷却温度880、910、940℃，变形后的试样分别从880、910、940℃开始以0.8、3、6、10、20、30、40℃／s7种不同的冷却速度进行冷却至200℃，测得温度.膨胀量时间曲线，用热膨胀法确定相变温度和时间，利用Origin软件绘制动态CCT曲线。同时以3个试样分别从880、910、940℃淬火，测量此温度下奥氏体晶粒尺寸。 2 结果分析 Q345B矩形管热模拟实验中的起始冷却温度，对应现场线材进入斯太尔摩风冷线的吐丝温度。在同一冷却速度下，随着起始冷却温度的升高，转变终了温度有不同程度的升高。起始冷却温度越高，线材的连续转变过程中在高温阶段停留的时间越长，具有的能量越高，在晶界上越容易形核长大，并且此时过冷度也较大，转变较快。 利用LeicaDM6000金相显微镜和SEMQuant400扫描电镜对热模拟试样进行定量金相分析，得到试样奥氏体化晶粒尺寸和珠光体片问距。降低吐丝温度，一方面影响变形后奥氏体晶粒长大倾向，使相变前奥氏体晶粒越小，晶界面积增大，组织中铁素体比例增加，利于形成较细晶粒组织;另一方面，珠光体量减少，珠光体片层问距变大，抗拉强度和屈服强度降低。 从实际生产情况以及用户对Q345B矩形管强度性能的要求考虑，吐丝温度可以设定在较高温度区问内(910～930℃)，从而获得较高的抗拉强度。但吐丝温度也不能太高，NTM(无扭精轧机组)出口温度和吐丝温度之间应当有一定的温降，否则由于线材长时间处于高温区，奥氏体晶粒长大，终相变后珠光体量增多，使得去除氧化铁皮困难。另外，吐丝温度的波动应严格控制在±10℃范围内以改善通条性能。 冷却速度的加快将使相变开始温度移向较低温，随冷却速度的提高过冷度增大，促进了铁素体的进一步形核，提高了形核率，同时温度较低又限制了晶界的运动能力，延迟铁素体晶粒向未相变奥氏体基体中的生长，降低长大速率，造成铁素体晶粒的细化。加快冷却还可阻止转变前已经细化的奥氏体晶粒长大，同样有利于细化铁素体晶粒。同时也细化了珠光体，减少了珠光体的量，可减轻或珠光体带状组织，特别是减小珠光体的片问距和渗碳体层的厚度，使得组织更加细小均匀。 要想将Q345B矩形管的冷却速度控制在9～12℃／s，经计算应在2风机段开始相变，在4风机段之前完成相变。1、2风机应全开，3风机开85％左右或全开(取决于轧件温升情况)，目的是使线材在相变过程中温度尽可能稳定在630℃左右，即近似等温转变，同时相变在很短的时间内完成，以获得片间距极小且均匀的组织，保证在获得高强度的基础上，具有良好的韧性。相变完成之后，一方面要使线材不断降温，另一方面如果降温速度太快，势必造成应力增大，影响线材力学性能，所以4～10风机可适当减低开启度。由于斯太尔摩风冷线冷却能力(主要由风机的开启度来控制)受环境尤其是气候的影响较大，使得风机的开启与冷却速度之间没有线性关系，在正常生产中应随时进行测温以控制冷却速度。 3 总结 (1)Q345B矩形管理想的吐丝温度为910～930℃(-4-10℃)，随气候的变化适度调整。 (2)Q345B矩形管相变过程中冷却速度理想范围为9～12℃／s。风机的开启度对相变过程影响很大，应根据实际冷却速度动态调整冷却程序，使Q345B矩形管相变过程中温度保持稳定，即近似等温转变。
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异种厚壁(16Mn无缝管钢管焊接 壁厚45mm,16Mn无缝管钢厚壁管道的焊接 试件准备φ325mm.试验压力为3135MPa高压管道焊接。该试件的管壁较厚,直径较大,焊接后容易出现根部裂纹。2.焊接工艺(1坡口形式及尺寸见图11-1,采用机械加工,禁止火焰切割。坡口内外除去锈和油污,使之露出金属光泽。2打低焊采用TIG焊,选用H08Mn2SiA ,直径为2mm焊丝,焊接电流5565A ,电弧电压1112V,钨极直径2.5mm,喷嘴长度60mm,钨极伸出长度6mm,直流正接,预热温度200℃。图11-1坡口形式及尺寸上海石化总厂引进德国成套设备中的高压换热器(工作压力17.3MPa工作温度350℃)中的钢管采用15Mo3与10CrMo910异种厚壁(46mm钢管焊接。因两种钢材化学成分的差异,焊接性能的不同,接管的对口焊接处于高度拘束状态,易产生裂纹。为改善接头性能,避免产生裂纹,采用在10CrMo910一侧先堆焊一层合金,作为介于10CrMo910与15Mo3之间的过渡层,然后再正式对口焊接。1.母材性能母材的化学成分见表6-71,力学性能见表6-72表6-71母材的化学成.为保证16Mn无缝管生产的连续性,热轧带钢进入酸轧机组前,需要将前行带钢undefined和后行带钢焊接在一起,16Mn钢管焊缝时常会在轧机内发生断裂,形成断带事故。造成带钢焊缝断带的原因有许多,但焊缝内部的缺陷是导致带钢断带的主要因素之一,如果能严格控制焊缝的质量,将会大大降低带钢断带率,提高产品的生产效率。本文提出了一种焊缝缺陷的线检测方案,采用涡流检测技术检测焊缝的内部缺陷和激光轮廓传感器检测焊缝的表面形貌缺陷,两种方法相互结合、互相弥补。 研究涡流检测原理和阻抗分析法,使用涡流检测、金相实验和X射线去检测带钢焊缝缺陷,通过实验分析阻抗信号与缺陷的对应关系,验证涡流检测技术检测焊缝的可靠性。应用ANSYS模拟涡流探头检测缺陷的三维电磁学仿真,得出缺陷与阻抗信号的对应关系,总结出阻抗信号与缺陷大小、位置和类型的趋势规律。针对涡流检测的实验研究和仿真研究的结果,可指导现场涡流检测的参数设置。
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