奧氏體不銹鋼在高溫和室溫下均具有奧氏體組織，它具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐蝕性、耐熱性等。現(xiàn)有五大類不銹鋼中鉻鎳奧氏體不銹鋼綜合性能最好，牌號最多，品種、規(guī)格最全，適用范圈最廣。由于奧氏體不銹鋼中合金含量高，在熱加工過程中容易產(chǎn)生質(zhì)量問題。針對熱穿管過程中S30400不銹鋼產(chǎn)生開裂的現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)措施。

試驗(yàn)方法

    1.宏觀形貌分析。

    2.選取S30400試樣，在光電直讀光譜儀上檢測其化學(xué)成分。

    3制作標(biāo)準(zhǔn)金相試樣，在Axio Imager Aim型金相顯微鏡下觀察微觀組織形貌。試樣的制備、試樣研磨、試樣的浸蝕、顯微組織檢驗(yàn)、顯微照相。均參照GB/T13298-1991《金屬顯微組織檢驗(yàn)方法》。

    4取S30400不銹鋼 160 mm管坯試樣，使用FISCHER FMP30鐵素體儀分別從圓心到表面檢測其鐵素體含量。

    5在S30400開裂荒管試樣上取30mm x65 mm x 15 mm的試塊，進(jìn)行1 050℃保溫20 min水淬試驗(yàn)，將試驗(yàn)所得到的試塊麟制成金相試樣，經(jīng)腐蝕后觀察其組織狀態(tài)。

    圖1所示為熱穿管內(nèi)壁開裂的荒管上所取試樣的宏觀形貌圖.試樣材料規(guī)格為 165 mm x16 mm，內(nèi)壁除了明顯的大裂紋外，還存在很多細(xì)小的裂紋。 160 mm的棒材在加熱爐中的加熱溫度范圍為1 050-1 100℃,在爐內(nèi)保溫20 min.出爐穿孔，穿孔后發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁開裂嚴(yán)重。

   化學(xué)成分分析可以看出測量值符合控制標(biāo)準(zhǔn)的要求，俱是合金元素和C.N等都控制在較低的水平。

    通過對沒有開裂的荒管金相分析可以看出，未出現(xiàn)裂紋的荒什組織為孿品奧氏體組織，不存在鐵素體。而開裂荒針的組織存在大最的。α-鐵素體和少量的鐵素體，并且裂紋沿著α-鐵素體開裂或鐵素體開裂，由于鐵素體含量極少，所以大部分裂紋是沿鐵素體開裂的。鐵失素體是鑄坯生產(chǎn)中在Ar1線以下亞共析成分的奧氏體通過先共析析出形成的鐵素體，在穿憐加熱過程中沒有完全溶解。鐵素體是由于在穿管加熱時加熱溫度過高達(dá)到了Fe轉(zhuǎn)變溫度而形成的。由此可見，由于穿管加熱溫度過高，穿憐過程，Mo頂頭與材料基體的金屬摩擦熱過高形成了鐵素體，同時保溫時間短，在穿管過程中沒有充分溶解的。鐵素體與奧氏體變形不一致，從而導(dǎo)致了荒管產(chǎn)生裂紋。

    經(jīng)過1050℃溶處理保溫20 min之后，鐵素體未完全溶解，通過固溶處理無法消除鐵素體。由于基體中含有大量的鐵失素體和少量的鐵素體，少量的鐵素體影響比較微弱，所以可以通過熱處理成功消除體內(nèi)的。鐵素體，有效地改善材料穿孔開裂。比較而言，200mm管坯穿管開裂幾率相對較小，160 mm管坯在穿許前熱處理工藝的溫度與之沒有區(qū)別，但是160 mm管坯保溫時問要短許多，因此導(dǎo)致鐵素體沒用充分溶解。

    160 mm不銹鋼熱穿管開裂的原因是材料基體內(nèi)存在大量鐵素體，主要是鐵素體，另外有少量的鐵素體。奧氏體與鐵素體的高溫塑性不一致，在熱加下過程中塑性變形不同步產(chǎn)生開裂。可以采取以下措施進(jìn)行改進(jìn):

    S30400可適當(dāng)將C含量提高至0.05%左右，同時將Mn含量提高至1.2%以上。

    加強(qiáng)電磁攪拌，降低過熱度，降低二冷水強(qiáng)度有利于打碎粗大的柱狀晶，適當(dāng)提高等軸晶比例，減少成分偏析，有利于避免開裂缺陷。

    在現(xiàn)有穿管工藝的基礎(chǔ)上，適當(dāng)降低穿管前的加熱溫度，根據(jù)熱處理原則適當(dāng)延長保溫時間.可以使鐵素體充分溶解，而不產(chǎn)生鐵素體，可以降低開裂缺陷。