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L245管線鋼管組織與性能

發布日期:2022/4/28 15:54:20
作者:天津工建天鋼鋼管有限公司
來源:http://www.brandeastudio.com

  目前,國內大多企業從國外進口C.276板材,通 過焊接做成管材及各種容器而使用。眾所周知,鎳 基合金在焊接過程中,容易產生敏化行為而導致器 件的抗腐蝕性能降低。因此,長期以來,大多數研究 人員針對L245管線鋼管的焊接性能、焊后熱處理及其 對耐腐蝕性能的影響進行了大量的研究 。而有關 L245管線鋼管無縫鋼管的制造及其加工、使用性能的 研究則鮮有報道。 L245管線鋼管具有合金化程度高(特別是鉬含量 很高),冶煉困難,容易產生缺陷等特點。同時,由于 該合金變形抗力大,其高溫變形抗力高達300MPa 以上,熱加工過程十分困難,且容易出現加工裂紋。 采用常規的穿孔工藝制造無縫管材基本上是不太可能 的。長期以來,L245管線鋼管大多從國外進口。但 是,隨著國內鋼廠冶煉水平的提高,目前國內也能夠冶 煉出合格的C.276合金坯。因此L245管線鋼管的國產化勢在必行。

  1 L245管線鋼管的組織特性

  Ni Cr Mo系合金在眾多領域展示了優異的耐 腐蝕性能,其理論基礎來自控制相的析出秩序、影響組織長期穩定性和力學性能的合金相變熱力學和動 力學基礎。因此,要想通過制定合理的熱加工和熱處 理:I 藝獲得良好的組織.進而提高L245管線鋼管的使 用性能,就需要掌握L245管線鋼管相的析規律。

  是L245管線鋼管(15Cr一16Mo-3.5W)的平衡 相 、從 中可以發現,隨著液態金屬溫度的降低, 液卡H逐漸向同相轉變,其凝固范圍大約在l350~ l380℃, 溫度繼續降低到ll60℃左右時,奧氏體 組織rf1 始產牛第二卡H,如MC型碳化物和P相析出相1的形態如圖2所爪。

  因此,在產品制造過程中,一旦產生 第二相,就必須采用相應的熱處理將其溶解,確保合 金組織的穩定性及產品的使用性能。試驗結果表明,L245管線鋼管在1100℃以上同溶時,第二相會逐 漸消,大,但是仍殘留少量第二相,而同溶溫度在 1170。C以上時,第二相基本上完全回溶到奧氏體基體中(圖3)

  2 L245管線鋼管的工藝及性能

  2.1無縫管成形工藝 L245管線鋼管無縫鋼管的整個開發制造流 r以 簡化為: 鑄錠冶煉一鍛造開坯一管坯加工一熱擠壓成形一冷軋成形一同溶處理一酸洗一檢驗一成品

  合金坯采用vIM+ESR雙聯T藝冶煉 、 人廠 復驗,管坯化學成分符合技l術條什要求

  (表2)符坯 各類災雜物含量為0.5~1.0級,符合技術條件要求

  擠壓用坯經剝皮機剝皮后,消除了鍛、軋 鋼表 面的缺陷(氧化皮、裂紋等)。然后,根據實際要求將 長鋼坯進行分段、鉆孔、端而加,并進行 寸公 和表面質量檢查。管坯在加熱前進入連續脫脂清洗 裝置進行清洗和脫脂,清除管坯內、外表面上的油脂 和污物.防止管坯在預熱爐加熱過程中被污染,確保管坯質量 將清洗后的管土彳:送入環形預熱爐進行 預熱后,再送入感應爐進行加熱,并在立式擠壓機上進行擴孔 *后,將感應加熱的擴孔管坯送 入擠 機進行熱擠壓.得到組織致密、性能均勻的擠 壓荒管 從而避免了兩輥斜軋穿孑L荒管內、外表面容 易開裂、折疊等質量缺陷。擠壓荒管在周期式冷軋 管機上完成冷軋變形,經過多道次冷軋*終軋制出25minx2.5 mm的成品鋼管,長度可達l2m以上

  2.2無縫管理化性能

  從成品管上分別取樣進行金相、室溫和高溫拉 伸試驗、品問腐蝕性能評價試驗及壓扁試驗和擴口 試驗,以評價管的使用性能及工藝性能(1)組織及力學性能。對成品管進行微觀組織 觀察(圖4),結果表明,管基本上為奧氏體組織,晶粒度約為7級。晶界和品內析出相很少。室溫拉伸試驗

  按照GB/T228—2002的規定,托仲試樣采川存整管上 取 佯 窒溫拉fl{1試后,管的胤服強度為440MPa,抗 托強俊為844MPa,伸長率 49.5% M時,按照 GB/T4338.2006的規定.進行高溫拉伸試驗 、高溫拉伸在400°700。C,管的屈服強度仍商達300 MPa以上(圖5)

  晶間腐蝕性能,為了檢驗管的抗晶間腐蝕性能按照ASTMG28A法(Fe(SO)+50%HSO溶液)進行腐蝕試驗,試驗時間為24h。結果表面其乎均腐蝕速為3.9mm/a 腐蝕后的組織照片如圖6所示腐蝕深度為82.9um國內鎳及鎳合金壓制力容器標準(JB/T4756-2006)規定c276合金無縫管參照G28A法試驗其平均腐蝕速小于12mm

  由此可見,成品管的品問腐蝕性能完全 符合相關標準要求,可以代替進口產品 、

  (3) 扁和擴口試驗。對成品管取樣進行 扁試 驗和擴口試驗。壓扁試驗按照GB/T246的規定進行壓扁管段試樣長度為65mm .擴口試驗按照ASME SB829規定進行..試驗時采用頂角為60的圓錐頂頭 進行擴口試驗,擴徑率為竹子外徑的30%。結果表明, 試樣經壓翩、擴|]后未…現町視裂縫和裂口,滿足T 藝要求.. 綜上呵知,采用熱擠 和冷軋r藝試制的 25 lYlm×2.5mm的鎳基合金C.276無縫管,其各項指標 均能滿足ASMESB622標準要求.完全可以替代進 口產品 3 結論 采』{j熱擠壓和冷軋T藝丌發 的4~25mmx2.5mm 的C一276鎳基耐蝕合金無縫管,平均品粒度為7級, 具有較好的力學性能和抗品問腐蝕性能,400~700 ℃高溫屈服強度大于300MPa,滿足ASMESB622 等卡I{關標準要求,完全可以替代進口產品。


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