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Inconel718无缝钢管热挤压开裂分析

时间:2021-07-24 10:34   来源:未知    作者:admin   点击:

Inconel718无缝钢管挤压过程开裂原因分析

    对裂纹周围进行研究可以得到一些关键的信息,裂纹周围均为成分均匀的合金相,缺陷少,碳化铌和laves相少,这表明对该无缝钢管进行热挤压变形时元素的分布较为均匀,产品的形成过程没有有害相的析出,大部分都是有用的相成分,研究表明毛坯的好坏对挤压热变形而形成裂纹的影响不大。

    在该无缝钢管进行挤压热变形时,该无缝钢化会持续发生再结晶,晶体再结晶而产生的晶粒,这种晶粒的尺寸大小受到温度的影响较为直接,温度越高晶粒生长越快,晶粒平均尺寸越大。而上文所述毛坯温度随距离加热源的远近变化而变化,因此晶粒尺寸沿远离加热源的方向逐渐变小,也就是该热挤压工艺形成的无缝钢管径向的晶粒尺寸不均匀。温度的差异也影响了金属流动难易程度的不同,温度高分子运动快,温度低分子运动慢。外表面温度比内表面高所带来的工艺结果是外表面金属快速流动,而内表面金属相对于外表面金属来说低速流动,应力状态的改变使得裂纹产生。

    挤压时温度这一项参数对该无缝钢管的晶粒尺寸影响非常大,这也间接导致尺寸大的晶粒晶界与晶界之间的结合力较小,而晶粒尺寸恰恰是一个对温度极为敏感的参数,受到挤压温度的较大影响。粗大晶粒因其结合力变弱也限制了其挤压速度,因此要想得到裂纹较少的该型无缝合金钢管,需要进行两方面的工艺完善和控制工作。首先需要控制毛坯的外表面温度上限,其次是考虑挤压温度一定的前提下挤压速率不同对该无缝钢管裂纹产生的影响。外表面温度提升上限高时和热挤压速度快时,都会引起发生变形的该型无缝钢管热塑性变差,该型钢管的热挤压过程后产品性能不如从前,因此产生裂纹。

热挤压变形产生裂纹的预防措施

    Inconel718无缝钢管热挤压开裂的预防措施有以下几点:

    (1)Inconel718无缝钢管热挤压之前应该仔细检查毛坯材料的质量,因原材料质量不达标而出现热挤压变形的事件屡见不鲜,原材料的组织和成分不合格会对热挤压过程造成较大的影响,因此在热挤压之前对无缝钢管制造毛坯材料进行质量检验可以显著减少裂纹的产生。

    (2)生产过程中的温度控制必须要精确,生产过程中温度对无缝钢管热挤压裂纹的控制起到重要的作用,控制温度的变化量上下不能超过2度,这需要

对温度控制设备和仪表进行校准,减少影响温控精确度的因素。

    (3)有着厂家对于不同的毛坯材料采用同样的温度工艺,这样导致不同的毛坯材料对控制工艺无法实现匹配,因此应该对不同的无缝钢管进行有针对性的热挤压工艺参数制定,可以有效的减少裂纹的产生。

    (4)无缝钢管的塑性变形是否均匀严重影响了裂纹的产生,因此对于文章所研究的无缝钢管应该进行特定的应变速率和应变量的设计,通过实验找出最合适的应变速率和应变量,使得热挤压的过程变得更加均匀,可以显著改善Inconel718无缝钢管热挤压开裂的现象。

    综上所述,影响Inconel718无缝钢管热挤压变形而导致形成裂纹的主要原因是热加工温度和热挤压速率。温度方面是外表面和内表面温度差别大,减少内外表面的温度差异有利于提高Inconel718无缝钢管热挤压开裂抗性,在不考虑挤压温度的情况下还可以适当的减小挤压的速度,对于减少Inconel718无缝钢管的挤压裂纹产生起到重要的作用。主要从温度的控制、热挤压过程中塑性变形量和应变速率方面的控制来降低Inconel718无缝钢管热挤压过程所产生的开裂现象。实验和生产之前仔细对原材料进行组织分析和成分分析,去除组织不均匀或者含有害相较多的无缝钢管原材料可以显著减少裂纹的产生。      对实验和生产所用的温度控制设备和温度检测仪表进行检查和检验可以实现对热挤压过程温度的精确测量和控制。通过实验来对生产工艺进行研究和摸索可以得到最优的工艺参数,从而降低裂纹的产生和扩展。最后,对Inconel718无缝钢管热挤压的应变速率和变形量进行设计和实验摸索可以控制塑性变形和应变速率更加均匀,合适的应变量可以控制裂纹的宽度,合适的应变速率可以使无缝钢管的制造过程中变形更加均匀,减少裂纹的产生和扩展。

 

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