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304不銹鋼管熱軋過程中組織變化和混晶的消除

來源:至德鋼業(yè) 日期:2020-08-01 13:49:40 人氣:1147

  浙江至德鋼業(yè)有限公司對選取?508mm×75mm和?508mm×95mm兩個規(guī)格的304不銹鋼管,分別采用鍛造坯料和連鑄坯料一次連續(xù)進行生產(chǎn),在皮爾格軋機后對?508mm×75mm規(guī)格的鍛造坯料和連鑄坯料生產(chǎn)的熱軋態(tài)鋼管進行取樣,分別檢驗其混晶情況,如圖,所示。由于熱軋態(tài)304不銹鋼管的晶粒難以腐蝕出晶界,對熱軋態(tài)試樣在770℃進行了回火,對熱處理后的?508mm×95mm規(guī)格的鍛坯和連鑄坯生產(chǎn)的鋼管也分別檢驗其混晶情況。通過比較可以發(fā)現(xiàn),鍛坯和連鑄坯生產(chǎn)的鋼管其熱軋態(tài)和熱軋+正火態(tài)的組織都比較均勻,都沒有出現(xiàn)混晶現(xiàn)象,但是連鑄坯的組織更細小一些.由此可以推論,在相同的軋制條件下,鍛坯和連鑄坯的差別不會導致304不銹鋼管組織的差異,也沒有產(chǎn)生混晶.


 在同樣的熱軋工藝參數(shù)下,生產(chǎn)?559mm×95mm規(guī)格的304不銹鋼管,坯料在1200℃穿孔為毛管,然后水淬固定其高溫組織,對毛管取樣進行金相檢驗,結(jié)果如圖所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn),組織均勻細小,沒有出現(xiàn)混晶。對皮爾格軋制后的荒管進行金相檢驗,結(jié)果如圖所示。在圖中可觀察到部分晶粒出現(xiàn)異常長大的情況,即鋼管軋制后得到的熱軋組織為混晶組織。根據(jù)變形后的組織是否發(fā)生再結(jié)晶,可以將變形過程分為三個區(qū)域,即再結(jié)晶區(qū)軋制、部分再結(jié)晶區(qū)軋制和未再結(jié)晶區(qū)軋制。304不銹鋼管在再結(jié)晶區(qū)軋制,所得到的全部是細小的再結(jié)晶組織;在部分再結(jié)晶區(qū)軋制,能得到再結(jié)晶和未再結(jié)晶的混合組織,但不會出現(xiàn)巨大的晶粒;在未再結(jié)晶區(qū)軋制,多數(shù)晶粒將保持原形不變,只是釋放了部分畸變能,但在多處會出現(xiàn)比原始晶粒大幾倍的巨大晶粒,這是輕微的變形在局部誘發(fā)晶界移動發(fā)生的現(xiàn)象。


 動態(tài)再結(jié)晶是熱變形過程中非常重要的微觀組織演化過程,它對材料內(nèi)部的顯微組織狀態(tài)有很大影響,也是最終決定材料內(nèi)部晶粒尺寸分布的關鍵因素之一,從而在很大程度上決定了產(chǎn)品的最終微觀組織和力學性能。研究表明,在多道次軋制中最終奧氏體晶粒度取決于溫度,即主要取決于動態(tài)再結(jié)晶過程,而對于穿孔和皮爾格軋管,則屬于多道次的復合道次軋制,因此其奧氏體晶粒度主要取決于動態(tài)再結(jié)晶過程。對于同一鋼種而言,熱變形后的奧氏體組織隨著變形量、變形溫度的不同變化很大。在一定的變形量和變形速率下,隨著變形溫度的降低,鋼中的奧氏體組織變化分為完全再結(jié)晶、部分再結(jié)晶和不發(fā)生再結(jié)晶.穿孔的溫度在1000℃以上,雖然變形量不大,但是可認為發(fā)生完全動態(tài)再結(jié)晶。皮爾格軋管的變形溫度偏低,變形量也小,發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶所需的臨界變形量增大,只是發(fā)生部分再結(jié)晶。


 304不銹鋼管熱軋后出現(xiàn)了混晶組織,通過后續(xù)的正火+回火熱處理,不能完全消除,必須將鋼管原始的非平衡組織先轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶饨M織,然后進行熱處。鋼的平衡態(tài)組織為珠光體+鐵素體,在以上將通過形核與長大變?yōu)閵W氏體。因304不銹鋼管的合金元素含量過高,除珠光體外,還有大量穩(wěn)定的殘留奧氏體存在,在慢加熱時,殘留的奧氏體將長大,恢復原來粗大的奧氏體晶粒。因此,將非平衡組織轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶饨M織可有效地消除混晶組織,預退火處理工藝: 將304不銹鋼管加熱到970℃保溫,得到奧氏體組織,然后緩慢降溫至750℃等溫。規(guī)格為?559mm×95mm的304不銹鋼管(原始組織存在混晶組織),先進行預退火處理,然后進行正常的熱處理,檢驗鋼管的金相組織,結(jié)果如圖所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn),經(jīng)過預處理后,鋼管的組織為鐵素體+碳化物(珠光體,即平衡組織),預處理+正常熱處理后的組織為均勻的回火馬氏體組織,原始的粗大晶粒得到了消除。


延長正火保溫時間,使得奧氏體晶粒長大,導致粗大的晶粒被遺傳.適宜的正火溫度為1050~1090℃,保溫60分鐘,回火溫度750~780℃,保溫60分鐘。在相同的軋制條件下,鍛坯和連鑄坯的差異不會導致304不銹鋼管組織的差異,皮爾格軋制工藝階段出現(xiàn)混晶現(xiàn)象。穿孔結(jié)束后快冷下來的304不銹鋼管晶粒比較細小。在周期軋制中,由于軋制速度較快,發(fā)生回復和部分再結(jié)晶的晶粒由于變形量不適當就會產(chǎn)生巨大的晶粒,甚至會越軋越粗,造成混晶。304不銹鋼管熱軋后出現(xiàn)的混晶現(xiàn)象,可以通過預處理工藝,將鋼管的非平衡組織轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶饨M織,然后配合后續(xù)的正火+回火工藝使混晶組織得以消除。


本文標簽:304不銹鋼管 

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