Inconel718無縫鋼管熱擠壓開裂分析

Inconel718無縫鋼管擠壓過程開裂原因分析

    對裂紋周圍進行研究可以得到一些關(guān)鍵的信息，裂紋周圍均為成分均勻的合金相，缺陷少，碳化鈮和laves相少，這表明對該無縫鋼管進行熱擠壓變形時元素的分布較為均勻，產(chǎn)品的形成過程沒有有害相的析出，大部分都是有用的相成分，研究表明毛坯的好壞對擠壓熱變形而形成裂紋的影響不大。

    在該無縫鋼管進行擠壓熱變形時，該無縫鋼化會持續(xù)發(fā)生再結(jié)晶，晶體再結(jié)晶而產(chǎn)生的晶粒，這種晶粒的尺寸大小受到溫度的影響較為直接，溫度越高晶粒生長越快，晶粒平均尺寸越大。而上文所述毛坯溫度隨距離加熱源的遠近變化而變化，因此晶粒尺寸沿遠離加熱源的方向逐漸變小，也就是該熱擠壓工藝形成的無縫鋼管徑向的晶粒尺寸不均勻。溫度的差異也影響了金屬流動難易程度的不同，溫度高分子運動快，溫度低分子運動慢。外表面溫度比內(nèi)表面高所帶來的工藝結(jié)果是外表面金屬快速流動，而內(nèi)表面金屬相對于外表面金屬來說低速流動，應(yīng)力狀態(tài)的改變使得裂紋產(chǎn)生。

    擠壓時溫度這一項參數(shù)對該無縫鋼管的晶粒尺寸影響非常大，這也間接導(dǎo)致尺寸大的晶粒晶界與晶界之間的結(jié)合力較小，而晶粒尺寸恰恰是一個對溫度極為敏感的參數(shù)，受到擠壓溫度的較大影響。粗大晶粒因其結(jié)合力變?nèi)跻蚕拗屏似鋽D壓速度，因此要想得到裂紋較少的該型無縫合金鋼管，需要進行兩方面的工藝完善和控制工作。首先需要控制毛坯的外表面溫度上限，其次是考慮擠壓溫度一定的前提下擠壓速率不同對該無縫鋼管裂紋產(chǎn)生的影響。外表面溫度提升上限高時和熱擠壓速度快時，都會引起發(fā)生變形的該型無縫鋼管熱塑性變差，該型鋼管的熱擠壓過程后產(chǎn)品性能不如從前，因此產(chǎn)生裂紋。

熱擠壓變形產(chǎn)生裂紋的預(yù)防措施

    Inconel718無縫鋼管熱擠壓開裂的預(yù)防措施有以下幾點:

    (1)Inconel718無縫鋼管熱擠壓之前應(yīng)該仔細檢查毛坯材料的質(zhì)量，因原材料質(zhì)量不達標而出現(xiàn)熱擠壓變形的事件屢見不鮮，原材料的組織和成分不合格會對熱擠壓過程造成較大的影響，因此在熱擠壓之前對無縫鋼管制造毛坯材料進行質(zhì)量檢驗可以顯著減少裂紋的產(chǎn)生。

    (2)生產(chǎn)過程中的溫度控制必須要精確，生產(chǎn)過程中溫度對無縫鋼管熱擠壓裂紋的控制起到重要的作用，控制溫度的變化量上下不能超過2度，這需要

對溫度控制設(shè)備和儀表進行校準，減少影響溫控精確度的因素。

    (3)有著廠家對于不同的毛坯材料采用同樣的溫度工藝，這樣導(dǎo)致不同的毛坯材料對控制工藝無法實現(xiàn)匹配，因此應(yīng)該對不同的無縫鋼管進行有針對性的熱擠壓工藝參數(shù)制定，可以有效的減少裂紋的產(chǎn)生。

    (4)無縫鋼管的塑性變形是否均勻嚴重影響了裂紋的產(chǎn)生，因此對于文章所研究的無縫鋼管應(yīng)該進行特定的應(yīng)變速率和應(yīng)變量的設(shè)計，通過實驗找出最合適的應(yīng)變速率和應(yīng)變量，使得熱擠壓的過程變得更加均勻，可以顯著改善Inconel718無縫鋼管熱擠壓開裂的現(xiàn)象。

    綜上所述，影響Inconel718無縫鋼管熱擠壓變形而導(dǎo)致形成裂紋的主要原因是熱加工溫度和熱擠壓速率。溫度方面是外表面和內(nèi)表面溫度差別大，減少內(nèi)外表面的溫度差異有利于提高Inconel718無縫鋼管熱擠壓開裂抗性，在不考慮擠壓溫度的情況下還可以適當?shù)臏p小擠壓的速度，對于減少Inconel718無縫鋼管的擠壓裂紋產(chǎn)生起到重要的作用。主要從溫度的控制、熱擠壓過程中塑性變形量和應(yīng)變速率方面的控制來降低Inconel718無縫鋼管熱擠壓過程所產(chǎn)生的開裂現(xiàn)象。實驗和生產(chǎn)之前仔細對原材料進行組織分析和成分分析，去除組織不均勻或者含有害相較多的無縫鋼管原材料可以顯著減少裂紋的產(chǎn)生。      對實驗和生產(chǎn)所用的溫度控制設(shè)備和溫度檢測儀表進行檢查和檢驗可以實現(xiàn)對熱擠壓過程溫度的精確測量和控制。通過實驗來對生產(chǎn)工藝進行研究和摸索可以得到最優(yōu)的工藝參數(shù)，從而降低裂紋的產(chǎn)生和擴展。最后，對Inconel718無縫鋼管熱擠壓的應(yīng)變速率和變形量進行設(shè)計和實驗摸索可以控制塑性變形和應(yīng)變速率更加均勻，合適的應(yīng)變量可以控制裂紋的寬度，合適的應(yīng)變速率可以使無縫鋼管的制造過程中變形更加均勻，減少裂紋的產(chǎn)生和擴展。

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