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合金元素影响大口径钢管中珠光体的转变

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-26  浏览次数:2 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网品牌讯息:声透射分析检验法还是一种很新的方法,它的第一次实验就非常成功。目前最重要的一个用途是确定巨大的容器、

 中华不锈钢网品牌讯息:声透射分析检验法还是一种很新的方法,它的第一次实验就非常成功。目前最重要的一个用途是确定巨大的容器、大口径厚壁钢管、大口径不锈钢管、大口径钢管等在压力检验时有无毛病。在容器的各个部位都装上录音机,如果压力试验达到临界压力时,它能精确地记录下来,并能及时地停止试验和排除出现的毛病。如果不做这种声透射分析检验,容器一超过它的临界压力就马上被毁坏。用这种检验法监测核反应堆高压容器、大口径钢管、不锈钢管道的情况和这相差不多。虽然,这里还得排除一些由于噪声、高温以及辐射造成的困难,但声透射分析看来是可以作为这样一种持续监测方法的,它能最出色地满足核子反应堆在工作过程中对于大口径厚壁钢管可靠性特别高的要求。
  
  大口径厚壁钢管及合金的强度(包括低温及高温强度)取决于原子间结合力及组织状态两大因素。一般说来,原子间结合力主要因大口径厚壁钢管基体的本性(以熔点、弹性模量、自扩散系数、特征温度等为表征)而不同。溶入基体(固溶体)中的合金元素只能在不大的范围内改变原子间结合力。各种加工处理过程虽然不能使原子间结合力发生显著变化,但却能在极大程度上改变组织状态。
  
  如所周知,大口径厚壁钢管强度与其中所含缺陷密度的关系曲线上存在一最小值。可以看出,改变组织状态以提高大口径厚壁钢管强度的途径有二:其一,是尽可能地减少大口径钢管中所含的缺陷,使之接近于理想的完整晶体,让所有原子同时参与抵抗外加应力的作用,以达到接近于理论数值(E/10或G/5)的强度水平。例如,纯铁晶须的抗拉强度已经能够达到700 kg/mm,甚至更高;其二,是在已含相当数量的各种缺陷的工业材料上通过一定的加工处理进一步引进大量的位错以及造成阻挡位错运动的各种障碍。这时,或者由于位错本身的相互阻塞,或者由于受溶质原子、沉淀相、晶界、亚组织等所构成的障碍所拦截,使得在外加应力作用下的滑移过程变得困难起来,从而达到提高强度的效果。这后一种方法在提高大口径厚壁钢管强度的水平方面虽不及前面的一种,但在工业生产中却是易于实现的,因而得到了广泛的实际应用。
  
  中华不锈钢网品牌讯息:大口径厚壁钢管经淬铅拔丝后抗拉强度可提高到350kg,/mm2左右。这两种方法,虽然在工艺上以及大口径钢管组织状态上截然不同,但其效果都是一致的,都是增加了参与抵抗外力作用的原子数目,即提高了原子间结合力利用的同时程度。试验证明,高纯度铁单晶的临界滑移应力不过0.7kg/mm2,而前面提到的大口径厚壁钢管(350kg/mm2)或大口径钢管(700kg/mm2)的强度要比之大500~1000倍。这就看出了改变组织状态在强化大口径厚壁钢管方面所能达到的巨大效果。
  
  因为退化珠光体是大口径钢管在珠光体转变的低温区域形成的,所以可以推想,这种组织的形成,不会是先形成片层状珠光体后,再趋向于球化时,使层片断开的过程;而是共析分解时,由于碳的扩散不充份,不能发育成连续的渗碳体片层,故称为退化珠光体。在大口径钢管片层状珠光体中,存在着两种类型的铁素体、渗碳体取向关系,这两种取向关系出现的几率是均等的。片层状珠光体的性能,只随片层间距缩小而增加硬度和强度,与片层取向无关(也与珠光体的碳量多少关系不大)。退化珠光体的取向关系及惯析面与片状珠光体相同。
  
  影响大口径钢管中珠光体转变的因素
  
  合金元素的影响:大口径钢管中合金元素对等温转变曲线和连续冷却转变曲线中珠光体转变有着重要的影响。其影响实质上也都是从对转变动力(由相变自由能差决定)和对转变阻力(由对扩散的影响决定)的增减去分析的。非碳化物形成元素镍、锰降低奥氏体大口径钢管的自由能,减少了相变自由能差,使转变动力变小。通过降低形核率减缓转变速度,使转变推迟。钴相反,增加自由能差,故加速珠光体转变。而碳化物形成元素铬、钼、钨等,在珠光体转变过程中,要重新分布,向渗碳体聚集。这些元素的浓度超过一定限度后,珠光体中渗碳体转化为合金碳化物(如含铬或铝较高的钢中,大口径钢管的合金碳化物代替了渗碳体)。由于这些组元延缓了碳在奥氏体不锈钢中的扩散速度,特别是当这些合金组元重新分配时,它们的扩散速度要比碳小得多,因此这些合金组元是通过减小扩散速度,增加扩散阻力而推迟了珠光体转变。
  
  中华不锈钢网品牌讯息:除去对大口径钢管的珠光体转变速度影响之外,由于合金碳化物的晶体结构不同,也会改变大口径钢管的形貌。晶体结构复杂的碳化物形成片层状珠光体,如2 Cr l3在750℃等温发生珠光体转变,形成Gr23C6与铁素体的层片状组织;层片很细,Cr2ZC6的层片厚度大约只0.1微米。而晶体结构简单的合金碳化物(Mr02C、w℃、V4C3等)形成细长的纤维状珠光体。在含钼高的大口径钢管中,由于600~800℃形成的纤维状珠光体,其中碳化物纤维为M02C。大口径钢管在有的过冷奥氏体转变曲线上,用P7表示这些变种的珠光体转变产物。

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