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大口径厚壁钢管的冷、热加工工艺性能

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-29  浏览次数:2 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网编辑中心获悉:在大口径厚壁钢管中,碳,锰、硅限量遵守一般低合金钢的规律。钒、铝、氮是根据下述理由确定的:所含钒

 中华不锈钢网编辑中心获悉:在大口径厚壁钢管中,碳,锰、硅限量遵守一般低合金钢的规律。钒、铝、氮是根据下述理由确定的:所含钒从0.0200和氮从0.008%起,钢材强度和韧性会随钒、氮含量的增加而提高,但氮含量大予0.025%会恶化钢的表面质量;钒除保证与氮充分化合外,尚有余量与碳化合,含钒过多也会降低塑性;加铝会改善钢的韧性,但过多也会产生大量氮化铝( AIN),因之,失掉氮化钒的强化作用,从而导致强度的降低。冶标(YB)13-69规定的15锰钒氮的化学成分及机械性能。
  
  纵轧的15锰钒氮厚钢板(大于20毫米)综合机械性能不佳,强度较高,屈服强度大于50公斤/毫米2,但塑性和韧性较低,故必须采用热处理来提高钢板的综合性能。实践表明,大口径厚壁钢管通过正火处理能改善其塑性,韧性。但正火后,强度有所下降。为使其保持一定的屈服强度,正火温度一定要超过930℃,一般为970- 980℃。在辊底式炉加热时间按2~2.5分/毫米计算。在必须做重正火处理时,则要提高正火温度至1000℃以上。根据锅炉汽包及容器的制造特点,要求大口径厚壁钢管具有一定的中温性能。此钢种基本满足了制造中压锅炉及容器的要求。
  
  大口径厚壁钢管中虽然含氮量较多,但仍有较好的抗时效性能。经正火处理的钢板抗时效性能优于热轧钢板,甚至在低温下也具有较满意的时效冲击值。
  
  第二节  大口径厚壁钢管的冷、热加工工艺性能
  
  一、气割性能
  
  用氧-乙炔焰切割是制造金属结构的重要工艺过程。气割热循环对大口径厚壁钢管硬化程度影响的试验结果。
  
  由表可见,15锰钒氮可以用氧一乙炔焰进行切割,在钢结构制造中不需要刨边,可以直接进行焊接。二、氧一乙焰加热性能
  
  火焰加热对大口径钢管机械性能的影响如表6~8所示。加热系沿着轧制方向,宽30毫米,试样冷后沿横向切取性能试样。由表可见,火焰加热对大口径厚壁钢管性能无不良影响,制造过程中可以采用火焰加工及矫正。
  
  三、其它
  
  某厂在用热轧状态的大口径厚壁钢管制造罐车时,对钢材进行剪切,滚圆、刨边、热压等均无困难,但冷作时,对缺口敏感性较大。施工时应予以注意。
  
  四、可焊性
  
  大口径厚壁钢管的强度较高,它的可焊性是大家比较关心的问题。对镪材焊后热影响区的裂纹倾向及脆化倾向等方面进行了试验。
  
  1。热影响区的裂纹倾向
  
  用大口径厚壁钢管制造我国第一台大型罐车时,用最高硬度法、铁研式、C.T.S法及十字接头抗裂试验等方法进行了试验,所用焊条为结607。试验结果分别列予表6--9、8-10、6~n及5-12。
  
  以上几种抗裂试验,无论是试件的表面或断面均未发现裂纹,而且显微硬度值一般较低。因此,可以认为,大口径厚壁钢管焊后热影响区硬化不严重,裂纹倾向较小。
  
  2.热影响区的脆化倾向某些单位对l5锰钒氮钢的热影响区脆化倾向进行了试验。试验结果发现,不论是正火状态或热轧状态的钢板,由于焊接热的影响,从熔合线到离熔合线0.5毫米区域内产生了脆化现象,此区的特点,表现为硬度增高,晶粒长大,冲击值下降,形成了焊接接头中的韧性薄弱带。此区的低湿冲击比母材低30~63%,其中尤以- 40℃冲击值下降得更多,但以后又选一步试验发现,只要母材内钒、氨保持一定的比例,  (钒、氮比大予或等于12—.i 3时),钢材经正火处理,焊后没有脆化倾向,冲击韧性也不下降(但热轧状态钢板仍有脆化倾向)。因此,大口径厚壁钢管中、厚板应以正火状态使用。
  
  自动焊时,不同焊接规范(即不同的焊接单位能)对热影响区冲击韧性的影响。
  
  中华不锈钢网编辑中心获悉:大口径厚壁钢管对焊接规范的适应范围较厂‘。热影响区的冲击值随焊接单位能的增加而有所下降,即大口径厚壁钢管淬硬倾向不大。但需注意避免过热,不宜采用过大的焊接规范。
  
  第三节  大口径厚壁钢管的焊接
  
  自动焊和电渣焊焊丝采用H08MnMoA及HlOMn2MoVA,具体成分见附录Ⅲ。有的单位在焊薄板时用H10Mn2焊丝,焊缝的塑性和韧性稍低。大口径厚壁钢管用于制造钢梁、桁梁、桥梁和动载结构时,要求
  
  母材和焊接接头有一定的疲劳强度。疲劳试验时,由于母材原始状态、焊接质量、加工质量等的不同,往往有时数据很分散。某些单位对大口径厚壁钢管的疲劳强度进行了试验。试验分母材、对接自动焊、十字形半自动焊、T型手工焊和高强度螺栓联接等五组。
  
  母材试件系将原15毫米厚的钢板从两面共刨去5毫米,而成厚度为10毫米的试件。
  
  对接焊试件,是采用将厚板从一侧刨去5毫米,而后用直径为4毫米的H08MnSiVTiA焊丝配合焊剂431采用自动焊焊成。焊缝表面用砂轮沿焊缝纵向磨平。
  
  十字形半自动焊试件是采用H08A配合焊剂431焊接而成。其十字形半自动焊试件见图6~3。7{1型手工焊试件是采用结427焊条焊成。
  
  中华不锈钢网编辑中心获悉:高强度螺栓连接试件,是将15毫米厚的钢板从一侧刨去3毫米,制成厚度为12毫米的试件。刨过的板面,光洁度为V3,试件加工后进行磨擦面喷砂,而后进行喷锌,疲劳试验结果列予表6-17。由试验结果看出,未经正火的大口径厚壁钢管,其焊接接头对应力集中的敏感性较大,用于重要结构时,应尽量避免受力焊缝的出现。经试验,正火后的大口径厚壁钢管的疲劳强度低于热轧钢板,对应力集中的敏感性有所改善。

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