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不锈钢管是一种中空的长条圆形钢材,主要广泛用于石油、化工、医疗、食品、轻工、机械仪表等工业输送管道以及机械结构部件等。另外,在折弯、抗扭强度相同时,重量较轻,所以也广泛用于制造机械零件和工程结构。也常用作生产各种常规武器、枪管、炮弹等。
1、同心度
不锈钢无缝钢管的制造工艺是在2200°f的温度下在不锈钢方坯中冲压出一个孔,在此高温下,工具钢经冲压和拉延变得柔软并螺旋状地从孔中成形出来。这样管道的壁厚不均匀且偏心度高。因而astm允许无缝管的壁厚差比有缝管的壁厚差大。有缝管是通过精确的冷轧板(每卷宽度为4-5英尺)制成。这些冷轧板通常 的壁厚差为0.002英寸。钢板被剪成πd的宽度,其中d为管道的外径。有缝管壁厚的公差很小,并且整个圆周的壁厚非常均一。
2、焊接性能
一般有缝管和无缝管的化学成分有一定差异。生产无缝管的钢材成分仅仅是达到astm的基本要求。而生产有缝管的钢材则含有适用于焊接的化学成分 。例如硅、硫、锰、氧及与三角铁素体等元素按一定比例的混合可在焊接过程中产生一种易于传递热的焊熔物,以使整个焊缝焊透。缺少以上化学成分的钢管,例如无缝管,在焊接过程中会产生各种不稳定因素,不容易焊牢且焊不透。
3、晶粒大小
金属的晶粒大小与热处理温度及保持同样温度的时间有关。经退火处理的有缝不锈钢管及无缝不锈钢管晶粒大小一样。如果有缝管采用小冷处理,焊缝的晶粒尺寸就小于被焊接金属的晶粒尺寸,否则,晶粒大小是一样的。
4、管道强度
管道强度取决于合金成分,因而含有相同合金及同样热处理的无缝不锈钢管和有缝不锈钢管本质上强度一致。
经过拉力测试和三维震动测试,有缝不锈钢管的撕裂几乎都发生在远离焊接点或受热区域的地方。这是因为焊缝处杂质较少且氮含量稍高,因而焊接处的强度更好于其它部位。然而ASME则认为有缝不锈钢管只能承受85%的许可压力,这主要是由于数据的收集早于当今使用的已改善的焊接设备。
奥氏体不锈钢通过固溶处理来软化,一般将不锈钢管加热到 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,称之为固溶处理。
固溶处理的作用有三点。一.使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。
二.消除加工硬化,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,内应力消除,钢管抗拉强度下降,伸长率上升。
三.恢复不锈钢固有的耐蚀性能。
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。固溶处理后钢管耐蚀性能恢复到 状态。
对于不锈钢钢管而言,固溶处理的3 个要素是温度、保温时间和冷却速度。固溶温度主要根据化学成分确定。
一般说来,合金元素种类多、含量高的牌号,固溶温度要相应提高。特别是锰、钼、镍、硅含量高的钢,只有提高固溶温度,使其充分溶解,才能达到软化效果。
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