不銹鋼管是由熔化金屬凝固而成的鋼坯制成的,在此過程中會產生固有缺陷,這些缺陷的大部分在切除頭尾時會被去除,但仍有一定數量的缺陷殘留在不銹鋼坯之中,隨鋼坯一起進入下道工序中。
表1-1介紹了不(bu)銹鋼管中常見固有缺陷的位置及成因。

1. 縮(suo)孔
液態金屬(shu)從澆注溫(wen)(wen)度凝(ning)(ning)固冷卻到室溫(wen)(wen)的過程中(zhong)(zhong),體(ti)積(ji)會收縮(suo)(suo)。由于金屬(shu)的液態收縮(suo)(suo)和(he)凝(ning)(ning)固收縮(suo)(suo)之(zhi)和(he)遠(yuan)遠(yuan)小于固態收縮(suo)(suo),在(zai)鑄件最(zui)后(hou)凝(ning)(ning)固的區(qu)域會出現空洞(dong)集(ji)中(zhong)(zhong)。此(ci)時,如(ru)熔化金屬(shu)不足以補(bu)充(chong)填滿錠坯(pi)(pi)頭部(bu),結果便形成(cheng)(cheng)空腔,通常此(ci)空腔形狀(zhuang)呈倒錐(zhui)或圓柱形。假如(ru)收縮(suo)(suo)空腔在(zai)鋼(gang)坯(pi)(pi)出廠前未能全部(bu)切除,則(ze)其(qi)將在(zai)成(cheng)(cheng)品鋼(gang)管(guan)中(zhong)(zhong)被延伸成(cheng)(cheng)空隙,此(ci)空隙稱(cheng)為縮(suo)(suo)孔。
2. 鑄造熱裂紋
鑄件(jian)在凝固(gu)后期,固(gu)相(xiang)已基本形成(cheng)骨架,并(bing)開始線收縮。如果在此過(guo)程(cheng)中受到(dao)幾何制(zhi)約,使線收縮受阻(zu),鑄件(jian)內將(jiang)產生熱(re)裂(lie)(lie)紋,并(bing)通常出現在鑄件(jian)最后凝固(gu)的(de)地方。根據(ju)熱(re)裂(lie)(lie)紋形成(cheng)的(de)位(wei)置(zhi),熱(re)裂(lie)(lie)紋可分為外熱(re)裂(lie)(lie)紋和(he)內熱(re)裂(lie)(lie)紋。
外熱裂(lie)(lie)紋特征:裂(lie)(lie)口從(cong)鑄(zhu)件表面開始,逐漸延伸到內(nei)部,呈表面寬(kuan)內(nei)部窄,裂(lie)(lie)紋被氧化而變色(se)。鑄(zhu)件表面有單條或多(duo)條裂(lie)(lie)紋,裂(lie)(lie)紋長(chang)度短(duan)、不(bu)規則、有分(fen)叉。
內(nei)熱(re)(re)(re)裂(lie)(lie)紋(wen)特征:內(nei)熱(re)(re)(re)裂(lie)(lie)紋(wen)主要產生于厚實鑄件最后凝固(gu)的中心(xin)部位,或由于補縮不良,產生于縮孔尾部延(yan)伸入(ru)鑄件中。內(nei)熱(re)(re)(re)裂(lie)(lie)紋(wen)走向無規律(lv)性,鋼坯內(nei)熱(re)(re)(re)裂(lie)(lie)紋(wen)的周圍可能硫磷(lin)偏析嚴重。
3. 氣孔
氣(qi)孔(kong)(kong),也稱氣(qi)眼(yan),是(shi)鋼(gang)坯(pi)生產(chan)中的(de)主(zhu)要缺陷(xian)之(zhi)一(yi),產(chan)生于鑄件內部(bu)、表面或近表面,呈大(da)小不等的(de)圓形(xing)、長形(xing)及(ji)不規(gui)則形(xing),有單個的(de),也有聚(ju)集(ji)成(cheng)片的(de),孔(kong)(kong)壁(bi)光滑,顏(yan)色為(wei)白色。根據形(xing)狀(zhuang)及(ji)形(xing)成(cheng)原因一(yi)般分(fen)為(wei)氣(qi)孔(kong)(kong)、氣(qi)泡、針孔(kong)(kong)、氣(qi)疏松(song)和氣(qi)縮孔(kong)(kong)。
4. 夾(jia)雜(za)物
在煉鋼過程中,少量爐渣、耐火材料及冶煉反應產物可能(neng)進入(ru)鋼液,形成非(fei)金屬(shu)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物。不(bu)同形態的夾(jia)(jia)雜(za)(za)物混雜(za)(za)在金屬(shu)內(nei)部(bu),破壞了(le)金屬(shu)的連(lian)續性和(he)完整(zheng)性。夾(jia)(jia)雜(za)(za)物會(hui)降低鋼管的力學性能(neng)、特(te)別(bie)是塑性、韌(ren)性和(he)疲勞極限。其(qi)他促使產生非(fei)金屬(shu)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物的原(yuan)因是:不(bu)良的澆注方(fang)法和(he)不(bu)適當的澆注體系(xi)會(hui)使金屬(shu)液在錠模中產生湍流。
非金屬(shu)夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)的(de)(de)形狀以(yi)及它與周圍材料(liao)不(bu)連(lian)續和不(bu)相(xiang)容的(de)(de)特點(dian),使(shi)它所(suo)處部(bu)位的(de)(de)應力升(sheng)高。這些夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)的(de)(de)存在,使(shi)鋼(gang)管承受高沖(chong)擊、靜態(tai)或疲勞應力的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)降低(di)。夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)對上述性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)影響,取決(jue)于自身(shen)的(de)(de)尺寸、形狀、抗變形性(xing)(xing),與施加有(you)關(guan)應力的(de)(de)方向(xiang)和材料(liao)的(de)(de)抗拉(la)強度有(you)關(guan)。許(xu)多夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)也可使(shi)其(qi)所(suo)在金相(xiang)組織,比之基體材料(liao)和其(qi)他(ta)部(bu)段更加復雜(za)(za)(za)。每種金屬(shu)都具有(you)自己特有(you)的(de)(de)夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)。
典(dian)型情況下,不銹鋼管中的夾雜物(wu)因塑(su)性(xing)變形(xing)而變成拉(la)長的形(xing)狀(zhuang)(zhuang),即在縱剖(pou)面上呈帶狀(zhuang)(zhuang)或條狀(zhuang)(zhuang),而在橫截面上則呈較圓的或扁平(ping)的形(xing)狀(zhuang)(zhuang)。

