鋼管的帶狀組織

對熱軋無縫鋼管或再經熱擴無縫鋼管的金相檢查時,在20、20G、A106B、A106C的低碳變形鋼中,經常發現帶狀組織缺陷,嚴重時達到4~5級。


對鋼管不同部位取樣進行檢查結果表明,在鋼管圓周表面帶狀組織較輕,內孔表面帶狀組織明顯,壁厚二分之一處帶狀組織嚴重。在材質相同、工藝相同的條件下,厚壁鋼管較薄壁鋼管中的帶狀組織嚴重。帶狀組織是鋼管中的一種缺陷組織,當帶狀組織嚴重時,鋼管的力學性能出現明顯的各向異性,使鋼管橫向斷面收縮率降低較多,縱向沖擊功與橫向沖擊功約相差一倍,鋼管的塑性或韌性達不到技術標準的要求,即使鋼管的力學性能達到了標準要求的最低值,但技術協議中對鋼管中帶狀組織的級別也加以限制,帶狀組織超標也交不了貨。為了消除鋼管中的帶狀組織,我們進行過正火和多次正火處理,但是效果都不理想。因此,探索消除或減輕低碳變形鋼中帶=狀組織的熱處理工藝是非常迫切的任務。


低碳變形鋼的室溫組織為鐵索體+珠光體,如果存在帶狀組織即為鐵素體+珠光體交替相間的條帶狀組織。具有帶狀組織的低碳鋼無縫鋼管,從室溫加熱到正火溫度,當通過Ac,溫度時,則共析組織發生轉變,珠光體轉變為奧氏體,此時奧氏體的成分并不均勻,隨著加熱溫度的升高,鐵素體不斷固溶于奧氏體中,當溫度超過Ac時,鐵素體固溶完畢,此時鋼的組織轉變為單一相一奧氏體,隨著溫度的不斷提高及在正火溫度下保溫,使奧氏體徹底均勻化。從正火溫度下保溫后出爐冷卻,當冷卻速度大于該鋼消除帶狀組織的臨界冷卻速度(即抑制鐵素體從奧氏體中析出的冷卻速度)時,鋼管中先共析鐵素體被抑制,使鐵素體沒有脫溶析出而仍保留在奧氏體中,隨著溫度的降低和過冷度的增大,就不會再發生先共析鐵素體的析出,而直接由過冷奧氏體分解成共析產物.鐵素體+滲碳體,但成分不同于共析鋼,被稱為“偽共析組織”。因為“偽共析組織”中沒有先共析鐵素體的存在,所以在鋼管的顯微組織中帶狀組織就不存在。鋼管從正火溫度下保溫出爐后,冷卻速度小于該鋼消除帶狀組織的臨界冷卻速度緩慢冷卻時,當溫度降到時,首先在鋼的奧氏體貧碳區領先析出鐵索體(這個貧碳區與帶狀組織母相有關),隨著緩慢冷卻和溫度的降低,先共析鐵素體量也逐漸增加,直至冷到時奧氏體轉變為珠光體,在室溫下,鋼管的顯微組織中,就出現了鐵素體+珠光體條帶相問的帶狀組織。
(來源:熱處理技術與裝備)

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