什么原因?qū)е?16不銹鋼無(wú)縫管開(kāi)裂

  316不銹鋼無(wú)縫管具有較高的強(qiáng)度和良好的韌性，淬透性也較好，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，可具有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力，且低溫沖擊韌性良好，具有較好的切削性能，但42CrMoS4連鑄坯枝晶偏析傾向較大，易于形成帶狀組織。某公司生產(chǎn)的316不銹鋼無(wú)縫管是規(guī)格為Φ220mm的兩爐棒材，在淬火后很短時(shí)間內(nèi)全部開(kāi)裂，開(kāi)裂均發(fā)生在芯部，沿軸心裂成兩半，類(lèi)似劈開(kāi)，這種現(xiàn)象過(guò)去甚為少見(jiàn)。為此，對(duì)316不銹鋼無(wú)縫管的開(kāi)裂原因進(jìn)行分析，尋找預(yù)防措施。

生產(chǎn)工藝
316不銹鋼無(wú)縫管生產(chǎn)工藝流程如下：

電爐+精煉/真空脫氣→連鑄成350mm×470mm鋼坯→軋成Φ220mm棒材→緩冷→矯直、超聲探傷、精整、檢驗(yàn)→調(diào)質(zhì)處理、檢驗(yàn)、精整、超聲探傷、包裝→入庫(kù)。

該鋼的淬火工藝如下：淬火溫度為850～860℃，保溫時(shí)間為3.5h，采用冷卻介質(zhì)水，出水鋼溫為80～100℃，熱處理符合工藝要求。
 
1、宏觀分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察，發(fā)現(xiàn)該棒材大部分是沿軸心斷為兩半，斷面光潔、白亮，斷口紋路呈“人”字形，兩組“人”字紋路反向互指起裂部位。

2、電鏡分析

切取其中1個(gè)起裂處試樣，采用FEI　Quanta400F型掃描電子顯微鏡觀察，“木紋”處條狀硫化物聚集，配合能譜儀分析，硫化物主要為硫化錳。
經(jīng)鹽酸溶液清洗斷口銹蝕產(chǎn)物及污物，再經(jīng)超聲波和酒精清洗后觀察，發(fā)現(xiàn)硫化物脫落，留下眾多光滑凹槽，起裂區(qū)部分表現(xiàn)為沿晶特征，部分表現(xiàn)為解理特征，擴(kuò)展區(qū)均表現(xiàn)為解理特征
  
3  金相及成分分析

   研磨起裂處試樣縱截面，采用金相顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)短條硫化物聚集呈帶。
經(jīng)4%硝酸酒精腐蝕后觀察，發(fā)現(xiàn)組織為粗針馬氏體+珠光體+鐵素體，馬氏體分布呈帶狀，硫化物多數(shù)位于馬氏體條帶中，帶狀偏析嚴(yán)重，裂紋正好位于馬氏體條帶。
  
 4 得出結(jié)論

   采用電子探針?lè)治觯l(fā)現(xiàn)偏析區(qū)域合金元素含量遠(yuǎn)比正常部位高出許多，其中Cr、Mo元素含量尤其高，Cr、Mo元素最大偏析比達(dá)1.96和5.75，如圖4和表2所示。另外，分別切取表層及半徑1/2處試樣，研磨縱截面，腐蝕后觀察，發(fā)現(xiàn)表層組織為針狀馬氏體，半徑1/2處組織為貝氏體+鐵素體，兩處未見(jiàn)明顯帶狀偏析
研磨起裂處試樣縱截面，采用金相顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)短條硫化物聚集呈帶。

另外，分別切取表層及半徑1/2處試樣，研磨縱截面，腐蝕后觀察，發(fā)現(xiàn)316不銹鋼無(wú)縫管表層組織為針狀馬氏體，半徑1/2處組織為貝氏體+鐵素體，兩處未見(jiàn)明顯帶狀偏析

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2015年4月2日

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