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为什么要对不锈钢焊管进行固溶处理在不锈钢焊管的生产过程中,有一道工序非常的重要,那就是——固溶处理。固溶处理是指将合金加热到高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。那么为什么要对不锈钢焊管进行固溶处理,它有何作用呢?不锈钢焊管通过固溶处理来软化,一般将不锈钢焊管加热到950~1150℃左右,保温一段时间,使碳化物和各种合金元素充分均匀地溶解于奥氏体中,然后快速淬水冷却,碳及其它合金元素来不及析出,获得纯奥氏体组织。
使焊接钢管组织和成分均匀一致,这对原料尤其重要,因为热轧线材各段的轧制温度和冷却速度不一样,造成组织结构不一致。在高温下原子活动加剧,σ相溶解,化学成分趋于均匀,快速冷却后就获得均匀的单相组织。加工硬化,以利于继续冷加工。通过固溶处理,歪扭的晶格恢复,伸长和破碎的晶粒重新结晶,内应力,钢管抗拉强度下降,伸长率上升。恢复不锈钢焊接固有的耐蚀性能。由于冷加工造成碳化物析出,晶格缺陷,使不锈钢耐蚀性能下降,而固溶处理后不锈钢焊管的耐蚀性能恢复到好状态。经过固溶处理的不锈钢焊管,其各方面性能才能达到状态,因此固溶处理对不锈钢焊管而言非常重要。所有不锈钢冷加工实际上像焊接一样,都会给不锈钢钢管的性能,尤其是耐蚀或耐热性能带来不可避免的损害。不锈钢特别是奥氏体不锈钢具有优良的塑性,使得诸如冷拔、冷轧、冷滚轧、冷弯、冷胀、冷扭曲等冷加工方式很容易实现,不进行固溶处理会出现以下具体情况。会导致材料晶格位错等观缺陷和表面粗糙度的增加,并诱发马氏体相变及碳化物的析出。如冷加工后奥氏体钢呈现出磁性增加现象。导致材料晶格位错或相变发生在表面,就会成为孔蚀等局部腐蚀的始发位置。这种现象在变形程度达到20%减断面率时会出现直接不良影响。冷加工以后将在材料中留下残余应力,残余应力对材料的抗应力腐蚀开裂(scc)极为不利。任何程度的冷加工对会使材料的scc敏感性大增 冷加工程度对奥氏体不锈钢的高温持久强度也有不良影响。一般工作温度越高或断裂寿命要求越高,允许的冷加工程度也越低。对于承受交变载荷的不锈钢钢管应用,冷加工会因伸长率和剩余伸长率降低使其开裂扩展速率上升而造成不利影响。综上所述,不锈钢焊管必须进行固溶和光亮处理,以保证不锈钢焊管达到耐腐蚀性能和防止奥氏体碳化物析出。
当应用液态金属进行表面堆敷时,采用离心技术可复合层容易出现的气孔和夹杂。这时,熔化金属中密度低的渣、杂质和气体上升到表面,而较重的金属成分下沉,在管壁上形成一致密层,从而提高熔敷质量和再现性。因此其优缺点分别为:优点:界面实现冶金结合,致密度高,排渣、排气性好。缺点:若没有其后的热变形,仅限于铸态使用,其粗大的铸态组织导致各层金属的力学性能不能充分发挥。另外,该方法不能生产外层为轻合金的复合钢管。离心铝热法也称为shs—离心法,shs是self propagating high temperature synthesis的缩写。离心铝热法的实质是在离心力场中引起铝热反应,所谓铝热反应就是金属铝粉和其他金属氧化物粉末均匀的混合在一起, 通过点燃而发生的非常迅速的放热反应(mo+al→m+al2o3+q)。反应绝热温度可接近3000k,因此产物都处于液态,在离心力作用下,比重大的产物如fe、cr、ni等集中在靠近碳钢钢管内壁处,形成内衬金属层;al2o3形成内层残渣,通过机械方法除去,则制备出双金属复合钢管。离心铸造+热挤压(热挤压+冷轧)“离心铸造+热挤压”是一种新的复合管短流程制备方法,通过离心铸造生产空心复合管坯,然后加热、热挤压或热挤压冷轧,以及后续热处理等工序,获得成品复合管。它有效整合了离心铸造和热挤压两种方法的优点,缩短了生产工序,并实现了复合界面的完全冶金结合。其独特之处在于:他把初级工业材料和高技术的冶金处理过程结合起来,采用离心浇铸工艺、热挤压等塑性热复合技术、冷轧(或冷拔)生产方式,获得高品质的复合管材。内衬不锈钢复合管有什么优点。具有良好的机械性能;由于内外两层均为金属材料,所以其抗压、抗冲击性强,抗拉强度大,伸长率高,弹性模量值高,热膨胀系数小,尤其适宜高层建筑给水的立管与支管及地埋敷设用。结合强度高;防锈耐腐蚀性好;不锈钢材质由于具有防锈和耐氧化、耐酸碱、耐晶间腐蚀等良好的化学性能,其防锈和防蚀性能比其它材质优越。众内衬不锈钢复合钢管和内衬不锈钢复合钢管件配套连接,其适用范围更为广泛,主要用于供水、供热、空调、消防、化工、医药、石油、食品、电力、冶金等防蚀要求高的行业。耐热耐寒,冷热两用;通径大,阻力小;工作压力高;安装便捷,工艺简单;基材外覆镀锌层防腐性能可靠;卫生环保,性好,可输送净水;
薄壁不锈钢管有两种获得途径:一种是通过选择合适规格的无缝不锈钢管,通过旋压的方法使之变薄,达到要求的外径和厚度;另一种是用薄的不锈钢板或钢带在专用的制管机上用tig焊接成直缝或螺旋缝不锈钢管。采用拉拔、胀接、旋压和滚压等方法使不锈钢管紧紧贴合在碳钢管内壁上,其中拉拔和胀接为常用。拉拔是取两根分别制成的无缝钢管,将一根套在另一根外面,然后将两管通过一模具同时进行拉拔,从而实现紧密配合的机械结合。这种管的优点是生产工艺比较简单,价格较便宜。缺点是界面非扩散结合,只是依靠对外层进行的冷加工来获得紧密配合,因此冷加工复合管如果遭遇高温就有分层倾向,复合管会因应力释放而失效。这就限制了冷加工管的使用环境和应用领域。胀接分机械胀接和液压胀接两种。机械胀接是目前生产不锈钢复合管的一种主要方法,它是利用滚胀芯轴回转挤压使复合管内管发生塑性变形,外管发生弹性变形,从而使复合管的外管对内管产生接触压力,以达到复合管内外壁的紧密贴合。液压胀接原理与机械胀接相同,只是用管内高压水施压代替滚胀芯轴回转挤压。机械胀接时胀接力大小难以确定,易发生欠胀或过胀,且多次滚胀易造成衬里开裂。液压胀接时胀接力均匀且大小可进行计算,因此更具优越性。两种胀接法的共同缺点是内外层只是机械结合,和拉拔成型一样,在高温环境下会因应力松弛而分层失效。目前金属复合无缝管冷成型法大致有以下两种:内扩涨型和外减径型。内扩涨型,即:采用两种材质的无缝管相互穿套(如外管采用一般普碳钢无缝钢管,内穿一薄壁不锈钢管作为内层金属管),在内管中施以高压,使内层无缝管发生塑性变形外层无缝管仅产生弹性变形,从而使内管与外管紧密结合,形成双金属复合无缝管。外减径型,即:仍采用两种材质的无缝管相互穿套,对外层管进行减径拉拔或轧制,使内管与外管紧密结合,形成双金属复合无缝管。以上两种工艺生产的金属复合无缝管的不足之处在于:生产成本高昂,内外管均必须采用现成的热轧或冷拔无缝管,加上其后的内涨或减径工序使其制造成本大幅度上升;以上两种类型的无缝管并非完全意义上的金属复合,两层金属相互间并无冶金熔合,在受轴向力的情况下内外两层金属难以传递和均衡外力,在需要热传递的应用领域,由于内外两层金属间存在间隙,热阻必将大幅度增加。
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