冷熱軋16Mn無(wú)縫鋼管產(chǎn)品的缺陷以及優(yōu)點(diǎn)
1、 冷軋成16mn無(wú)縫鋼管允許截面出現(xiàn)局部屈曲，從而可以充分利用桿件屈曲后的承載力；而熱軋16mn無(wú)縫鋼管不允許截面發(fā)生局部屈曲。
2、熱軋16mn無(wú)縫鋼管和冷軋16mn無(wú)縫鋼管殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因不同，所以截面上的分布也有很大差異。冷彎薄壁16mn無(wú)縫鋼管截面上的殘余應(yīng)力分布是彎曲型的，而熱扎16mn無(wú)縫鋼管或焊接16mn無(wú)縫鋼管截面上殘余應(yīng)力分布是薄膜型。
3、熱軋16mn無(wú)縫鋼管的自由扭轉(zhuǎn)剛度比冷軋16mn無(wú)縫鋼管高，所以熱軋16mn無(wú)縫鋼管的抗扭性能要優(yōu)于冷軋16mn無(wú)縫鋼管。
冷軋16mn無(wú)縫鋼管
冷軋16mn無(wú)縫鋼管是指在常溫下，經(jīng)過(guò)冷拉、冷彎、冷拔等冷加工把鋼板或鋼帶加工成各種型式的鋼材。
優(yōu)點(diǎn)：成型速度快、產(chǎn)量高，且不損傷涂層，可以做成多種多樣的截面形式，以適應(yīng)使用條件的需要；022-26627748冷軋可以使鋼材產(chǎn)生很大的塑性變形，從而提高了鋼材的屈服點(diǎn)。
缺點(diǎn): 1.雖然成型過(guò)程中沒(méi)有經(jīng)過(guò)熱態(tài)塑性壓縮，但截面內(nèi)仍然存在殘余應(yīng)力，對(duì)鋼材整體和局部屈曲的特性必然產(chǎn)生影響； 2.冷軋16mn無(wú)縫鋼管樣式一般為開(kāi)口截面，使得截面的自由扭轉(zhuǎn)剛度較低。在受彎時(shí)容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，受壓時(shí)容易出現(xiàn)彎扭屈曲，抗扭性能較差； 3.冷軋成16mn無(wú)縫鋼管壁厚較小，在板件銜接的轉(zhuǎn)角處又沒(méi)有加厚，承受局部性的集中荷載的能力弱。
熱軋16mn無(wú)縫鋼管是相對(duì)于冷軋16mn無(wú)縫鋼管而言的，冷軋16mn無(wú)縫鋼管是在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的軋制，而熱軋16mn無(wú)縫鋼管就是在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的軋制。
優(yōu)點(diǎn):可以破壞鋼錠的鑄造組織，細(xì)化鋼材的晶粒，并消除顯微組織的缺陷，從而使鋼材組織密實(shí)，力學(xué)性能得到改善。這種改善主要體現(xiàn)在沿軋制方向上，從而使鋼材在一定程度上不再是各向同性體；澆注時(shí)形成的氣泡、裂紋和疏松，也可在高溫和壓力作用下被焊合。
缺點(diǎn):1.經(jīng)過(guò)熱軋之后，鋼材內(nèi)部的非金屬夾雜物（主要是硫化物和氧化物，還有硅酸鹽）被壓成薄片，出現(xiàn)分層（夾層）現(xiàn)象。分層使鋼材沿厚度方向受拉的性能大大惡化，并且有可能在焊縫收縮時(shí)出現(xiàn)層間撕裂。焊縫收縮誘發(fā)的局部應(yīng)變時(shí)常達(dá)到屈服點(diǎn)應(yīng)變的數(shù)倍，比荷載引起的應(yīng)變大得多； 2.不均勻冷卻造成的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是在沒(méi)有外力作用下內(nèi)部自相平衡的應(yīng)力，各種截面的熱軋16mn無(wú)縫鋼管都有這類(lèi)殘余應(yīng)力，一般16mn無(wú)縫鋼管截面尺寸越大，殘余應(yīng)力也越大。殘余應(yīng)力雖然是自相平衡的，但對(duì)鋼構(gòu)件在外力作用下的性能還是有一定影響。如對(duì)變形、穩(wěn)定性、抗疲勞等方面都可能產(chǎn)生不利的作用。3.熱軋的鋼材產(chǎn)品，對(duì)于厚度和邊寬這方面不好控制。我們熟知熱脹冷縮，由于開(kāi)始的時(shí)候熱軋出來(lái)即使是長(zhǎng)度、厚度都達(dá)標(biāo)，最后冷卻后還是會(huì)出現(xiàn)一定的負(fù)差，這種負(fù)差邊寬越寬，厚度越厚表現(xiàn)的越明顯。所以對(duì)于大號(hào)的鋼材，對(duì)于鋼材的邊寬、厚度、長(zhǎng)度，角度，以及邊線(xiàn)都沒(méi)法要求太精確。
二.缺陷(欠)分析
對(duì)無(wú)縫鋼管生產(chǎn)中產(chǎn)生的主要缺陷類(lèi)型的研究，由于受生產(chǎn)環(huán)境、試驗(yàn)條件、技術(shù)裝備以及研究工作斷續(xù)等因素的限制，有些問(wèn)題沒(méi)有給出結(jié)論，只提出了一些看法，也希望同行們能夠參與討論。
1．1 內(nèi)折
內(nèi)折是指在16mn無(wú)縫鋼管的內(nèi)表面呈片狀、直線(xiàn)狀或螺旋狀的折疊。關(guān)于采用連鑄坯軋制產(chǎn)生的內(nèi)折問(wèn)題，近年有關(guān)專(zhuān)家學(xué)者通過(guò)試驗(yàn)分析提出：內(nèi)折的產(chǎn)生與中心疏松、芯部縮孔以及柱狀晶在鑄坯內(nèi)呈現(xiàn)的程度有關(guān)[ 。因?yàn)閲?yán)重的管坯中心疏松在穿孔的咬入階段會(huì)造成芯部開(kāi)裂并在后續(xù)的穿孔、輾壓過(guò)程中形成內(nèi)折：縮孔由于在加熱時(shí)內(nèi)表面被氧化，穿孔過(guò)程中又不能被焊合而形成內(nèi)折，縱向剖開(kāi)鑄坯發(fā)現(xiàn)縮孑L在鑄坯內(nèi)是不連續(xù)的，所以只產(chǎn)生管端內(nèi)折 而管坯內(nèi)部的縮孑L由于穿孑L過(guò)程中形成的“隔墻”作用不會(huì)被氧化而產(chǎn)生內(nèi)折：對(duì)柱狀晶來(lái)講，有試驗(yàn)表明柱狀晶的粗化度越大其塑性越差，內(nèi)折率越高。還有一些研究分析表明，連鑄坯的內(nèi)折除與中心疏松、縮孑L和柱狀晶有關(guān)外，還與中心疏松區(qū)偏心有關(guān)，中心疏松區(qū)偏心的連鑄坯其內(nèi)折率遠(yuǎn)高于無(wú)偏心或偏心小的連鑄坯。另外，統(tǒng)計(jì)分析還發(fā)現(xiàn)內(nèi)折率與碳當(dāng)量大小有關(guān)，鋼種的碳當(dāng)量越大．生產(chǎn)出的無(wú)縫鋼管內(nèi)折率越高，上述所討論的內(nèi)折是與鑄坯內(nèi)在質(zhì)量以及材料本身有關(guān) 而定心內(nèi)折、頂頭前壓下量過(guò)大、橢圓度過(guò)大產(chǎn)生的內(nèi)折以及加熱等原因產(chǎn)生的內(nèi)折這里不加論述。從統(tǒng)計(jì)分析看連鑄坯的內(nèi)折率大大高于軋坯．用 270 mm連鑄坯改軋成 110 mm圓坯再進(jìn)行軋制試驗(yàn)，其內(nèi)折率大大降低。相當(dāng)部分直線(xiàn)型內(nèi)折是由磨損的芯棒造成的。這是由于芯棒表面嚴(yán)重磨損形成凹槽 這種芯棒在軋制時(shí)使無(wú)縫鋼管內(nèi)表面形成縱向凸棱，再繼續(xù)軋制時(shí)凸棱被輾壓而形成線(xiàn)性折疊。線(xiàn)性?xún)?nèi)折(又稱(chēng)翹皮)一般折疊部分較窄，易于修磨掉。螺旋狀內(nèi)折可分為2類(lèi)：一類(lèi)與使用嚴(yán)重磨損的頂頭有關(guān)，這種內(nèi)折螺距較短：還有一類(lèi)與穿孔前的工序有關(guān)，目前還不能完全斷定是與鑄坯內(nèi)在質(zhì)量有關(guān)，還是加熱不當(dāng)造成的，這類(lèi)螺旋狀內(nèi)折螺距較大．折疊部分較窄
1．2外折
外折是指在16mn無(wú)縫鋼管外表面與無(wú)縫鋼管的軸線(xiàn)成一定角度的折疊。外折的產(chǎn)生主要是由管坯的缺陷引起的，可分為3類(lèi)：第1類(lèi)是管坯表面的嚴(yán)重渣孑L和帶有陡棱的凹坑，這類(lèi)缺陷經(jīng)軋制后在無(wú)縫鋼管外表面形成片狀外折。第2類(lèi)是管坯皮下裂紋(氣泡)，這類(lèi)缺陷在管坯表面檢查時(shí)很難發(fā)現(xiàn)，只有在低倍檢驗(yàn)時(shí)才能被顯示出來(lái)。這類(lèi)缺陷在加熱時(shí)將會(huì)延伸、擴(kuò)展，軋制后形成較長(zhǎng)的外折并與無(wú)縫鋼管軸向成一定角度。第3類(lèi)是管坯縱向裂紋，這類(lèi)缺陷在加熱后也將延伸、擴(kuò)展，嚴(yán)重的在加熱后管坯就已裂開(kāi)，軋制后形成更嚴(yán)重的外折．有時(shí)甚至整管裂開(kāi)。第l類(lèi)和第3類(lèi)缺陷在管坯檢查時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)，絕大部分可以被查出剔除．但有少部分很難發(fā)現(xiàn)而流人下工序。第2類(lèi)缺陷盡管采用低倍檢驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，但由于低倍檢驗(yàn)屬抽檢而且比例很低，有時(shí)也難以查到莊鋼等：連軋16mn無(wú)縫鋼管產(chǎn)品缺陷(欠)分析軋制工具也是產(chǎn)生外折的原因之一。當(dāng)使用嚴(yán)重磨損或掉肉的導(dǎo)板時(shí)，就會(huì)在毛管表面產(chǎn)生嚴(yán)重的劃傷．進(jìn)人下道工序軋制后就會(huì)被輾壓成螺旋形外折。這種螺旋形外折螺距較小，折疊程度較輕。(前期軋制114*9的16mn)目前隨著企業(yè)管理水平提高，規(guī)范操作，這種外折缺陷極少發(fā)生。
1．3壁厚不均
壁厚不均是指16mn無(wú)縫鋼管在同一截面上或沿長(zhǎng)度方向上壁厚最薄點(diǎn)、最厚點(diǎn)與名義壁厚偏差較大(GB5310、GB3087界定為偏差值超過(guò)壁厚公差的80％)。連軋管機(jī)組的壁厚不均主要產(chǎn)生在穿孑L機(jī)上．其核心問(wèn)題就是軋件在穿孑L過(guò)程中與軋制中心線(xiàn)的相吻合程度，包括人口導(dǎo)管、軋輥、導(dǎo)盤(pán)(導(dǎo)板)、定心輥、頂桿與軋制中心線(xiàn)對(duì)中；軋件在軋制過(guò)程中的穩(wěn)定性(如厚壁管軋制——因頂桿較細(xì)，軋件旋轉(zhuǎn)甩動(dòng)較大使軋制不穩(wěn)定)：過(guò)大的擴(kuò)徑量，另外管坯加熱不均(如管坯與爐底接觸帶即陰暗面)、定心偏斜等都會(huì)對(duì)壁厚產(chǎn)生不良影響。除穿孑L機(jī)外，連軋管機(jī)的輥縫調(diào)整不當(dāng)也會(huì)造成壁厚不均。穿孑L機(jī)產(chǎn)生的壁厚不均呈螺旋狀．連軋管機(jī)產(chǎn)生的壁厚不均呈直線(xiàn)狀。近些年新建的機(jī)組都在穿孑L機(jī)上采用了機(jī)內(nèi)定心．這對(duì)毛管的前端壁厚乃至整管壁厚的改進(jìn)起到明顯的效果。
1．4 結(jié)疤
結(jié)疤是指在16mn無(wú)縫鋼管內(nèi)外表面上呈現(xiàn)斑疤狀的缺陷。產(chǎn)生的主要原因：①穿孑L導(dǎo)盤(pán)、軋輥粘結(jié)異物(俗稱(chēng)粘鋼，尤其在生產(chǎn)低碳鋼、不銹鋼時(shí))繼續(xù)軋制時(shí)，那些被粘結(jié)的異物就會(huì)在無(wú)縫鋼管的外表面留下斑疤：②穿孑L毛管尾端的耳子在芯棒插人時(shí)被帶進(jìn)毛管內(nèi)．軋制后形成內(nèi)結(jié)疤。
1．5 內(nèi)麻坑
內(nèi)麻坑是指在16mn無(wú)縫鋼管內(nèi)表面上呈現(xiàn)出帶狀或片狀分布的麻坑。這種缺陷主要是與除氧化劑有關(guān)。
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