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Fe-Fe3C状态图作为大口径厚壁不锈钢管的应用
Fe-Fe3C状态图除了作为选择大口径厚壁不锈钢管的重要依据外,还可作为制定铸、锻、热处理等热加工工艺的依据,现将Fe-Fe3C状态图的这方面应用简述如下:
(一)在铸造生产大口径厚壁不锈钢管方面的应用 首先,依据Fe-Fe3C状态图可以确定合适的浇铸温度。其次,状态图还告诉我们纯铁和共晶成份的铁碳合金,凝固温度区间最小(为零),故它们的流动性较好,分散缩孔较少,可使缩孔集中在冒口内,有可能得到致密的大口径厚壁不锈钢管。另外共晶成份合金结晶温度较低,操作也比较方便。因此在铸造生产中接近于共晶成份的铸铁,得到广泛的应用。
铸造大口径厚壁钢管也是常用的铸造合金,含碳量一般在0.15~0.60%之间。从Fe-Fe3C状态图的分析中可看出,铸造大口径不锈钢厚壁管的铸造性能并不是太理想的。首先,铸钢的凝固温度区间较大,因此缩孔就较大,且容易形成分散缩孔,流动性也差,化学成份不均匀性(又称偏析)严重,其次,铸钢的熔化温度比铸铁高得多;铸钢晶粒粗大,常出现特有的魏氏组织。该组织的特点是铁素体沿晶界分布并呈针状插入珠光体内,使钢材的塑性和韧性大大下降。另外,铸件冷却迅速,内应力较大。
铸造大口径厚壁不锈钢管的这些组织缺陷可以通过热处理(退火或正火)方法消除,因此铸造大口径厚壁管在铸造后必须进行热处理。
铸造大口径不锈钢厚壁管在机器制造业中,用于制造一些形状复杂,难于进行锻造或切削加工,而又要求较高的强度和塑性的不锈钢厚壁管。由于大口径厚壁钢管的铸造性较差,又需价昂的炼钢设备,故近年来在铸造生产中,有以球墨铸铁部分代替铸钢的趋势。碳素铸钢的牌号、成份、机械性能及应用举例。
(二)在锻造大口径不锈钢厚壁管生产方面的应用 不锈钢管处于奥氏体状态时,强度较低,塑性较好,便于塑性变形。因此不锈钢管的轧制或锻造必须选择在Fe-Fe3C状态图A单相区中的适当温度范围内进行。其选择原则是开始轧制或锻造温度不得过高,以免大口径厚壁不锈钢管氧化严重甚至发生A晶界熔化,而终止轧制或锻造温度也不能过低,以免大口径厚壁钢管塑性差,导致产生裂纹。在图2-28所示的Fe-Fe3C状态图锻轧区阴影范围内是较合适的锻轧加热温度。
(三)大口径厚壁不锈钢管在热处理方面的应用 进行热处理时,更是与Fe-Fe3C状态图分不开。退火、正火、淬火温度的选择都得参考Fe-Fe3C状态图。这将在第三章详细讨论。
文章作者:不锈钢管|304不锈钢无缝管|316L不锈钢厚壁管|不锈钢小管|大口径不锈钢管|小口径厚壁钢管-浙江至德钢业有限公司
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