奧氏體堆焊耐磨復(fù)合管與鐵素體堆焊耐磨復(fù)合管及馬氏體堆焊耐磨復(fù)合管相比具有---的焊接性,。由于奧氏體堆焊耐磨復(fù)合管焊接過程中,,焊縫金屬和熱影響區(qū)不發(fā)生二次相變,通常焊前無需預(yù)熱,,焊后可不做熱處理,。但在擬定焊接工藝時,也要可慮下列不利因素:
1熱膨脹系數(shù)大
奧氏體堆焊耐磨復(fù)合管的熱膨脹系數(shù)比碳鋼大50%-60%,,導(dǎo)致焊接接頭的變形增大,---是薄板焊接時必須采取相應(yīng)的工藝措施,,以防止焊接變形,。厚板接頭焊接時應(yīng)注意降低焊接殘余應(yīng)力,。
2熱導(dǎo)率低
奧氏體堆焊耐磨復(fù)合管的熱導(dǎo)率約為碳鋼的一半,使焊接熱量不易散失,,加劇了熱影響區(qū)的過熱,,促使晶粒長大,并擴(kuò)大了敏化溫度區(qū)間,,降低了接頭的耐蝕性,。為減少這種不利的影響,可采用水冷銅墊板,,以及焊縫背面噴水冷卻的辦法加快焊接區(qū)的冷卻速度,。
對于堆焊耐磨復(fù)合管化工容器焊接來說,其重要的是---焊接接頭的耐蝕性,。奧氏體堆焊耐磨復(fù)合管在427-800℃的溫度范圍內(nèi)加熱時,,會出現(xiàn)碳化鉻沿晶界的沉淀,這種現(xiàn)象稱為敏化,。在敏化過程中,,鉻在晶界與碳結(jié)合成碳化鉻,促使晶界附近區(qū)貧鉻而降低了這些區(qū)域的耐蝕性,,其---的程度與堆焊耐磨復(fù)合管本身的碳含量直接有關(guān),。大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明,當(dāng)堆焊耐磨復(fù)合管的wc低于0.02%時,,在常規(guī)生產(chǎn)條件下焊接的接頭一般不會出現(xiàn)這種敏化現(xiàn)象,。因此,選用---碳堆焊耐磨復(fù)合管母材和相應(yīng)的焊接材料是---焊接接頭耐蝕性的有效的方法之一,。
采用穩(wěn)定型堆焊耐磨復(fù)合管也是---焊接接頭耐蝕性的有效措施,。在這些堆焊耐磨復(fù)合管中,除了有足夠含量的鉻,、鎳合金元素之外,,還加入了穩(wěn)定碳化物的元素,如鈮,、鉭和鈦等,。這些合金元素與碳的親和力比鉻高得多。鈮或鈦會比鉻更早形成碳化物而沉淀,,奪取了可能與鉻化合的碳,,從而使奧氏體晶粒內(nèi)保留了足夠數(shù)量的鉻,保持了堆焊耐磨復(fù)合管原有的耐蝕性,。在穩(wěn)定型堆焊耐磨復(fù)合管中,,為產(chǎn)生上述的效果,鈮的含量至少為碳含量的10倍,,或鈦含量至少為碳含量的5倍,。
但必須-,,在穩(wěn)定型堆焊耐磨復(fù)合管焊接接頭中,在一些不利條件的共同作用下,,在近縫區(qū)可能產(chǎn)生敏化現(xiàn)象而形成刀狀腐蝕帶,。這種腐蝕形式由于形似刀刃,故稱為刀狀腐蝕,。它是穩(wěn)定型堆焊耐磨復(fù)合管焊接接頭中特有的腐蝕現(xiàn)象,,其形成機(jī)理如下:在穩(wěn)定型堆焊耐磨復(fù)合管熔焊時,焊縫兩側(cè)的母材被加熱到600-650℃區(qū)間例如多道焊的熱影響區(qū),,則由于在次溫度下這些碳化物的溶解度較低而使碳化鉻在晶界優(yōu)先沉淀而產(chǎn)生敏化,。為消除這種敏化現(xiàn)象,焊后必須作穩(wěn)定化熱處理,。
根據(jù)上述奧氏體堆焊耐磨復(fù)合管的焊接特點(diǎn),,這類鋼可以采用各種傳統(tǒng)的弧焊方法進(jìn)行焊接,其中包括焊條電弧焊,、熔化極氣體保護(hù)焊,、藥芯焊絲電弧焊、鎢極ya弧焊,,等離子弧焊和埋弧焊等,。同時應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用焊接熱輸入低的焊接方法和焊接變形量小的特種焊接工藝,如窄間隙ya弧焊和窄間隙熔化極氣體保護(hù)焊等,。
---利用拉擠工藝,制備了堆焊耐磨鋼管,,運(yùn)用taguchi方法,,研究了拉擠工藝參數(shù)對堆焊耐磨鋼管力學(xué)性能的影響,獲得了優(yōu)化的拉擠工藝參數(shù),;在此基礎(chǔ)上,,進(jìn)一步研究了堆焊耐磨鋼管性能演化規(guī)律與機(jī)理。利用taguchi方法,,分析了多個拉擠工藝參數(shù)對雙金屬耐磨管力學(xué)性能的定量影響,。
采用熱模擬試驗(yàn)機(jī)在變形溫度為900℃1050℃、應(yīng)變速率為110-2s,、變形程度為40%和60%的條件下進(jìn)行堆焊耐磨鋼管合金等溫壓縮變形實(shí)驗(yàn),。利用光學(xué)顯微鏡分析合金熱壓縮條件和變形組織之間的關(guān)系,結(jié)果表明:堆焊耐磨鋼管合金高溫變形過程中,,發(fā)生了動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶,。熱變形參數(shù)對顯微組織的影響:隨著變形溫度的升高,晶粒的尺寸逐漸變大;以較快速率變形,不銹鋼堆焊管件,,容易使晶粒細(xì)化和等軸化,,合金的軋制工藝及組織性能的演變規(guī)律,,旨在為鎂合金管材的工業(yè)化應(yīng)用提供借鑒,。
堆焊耐磨鋼管合金在高于300℃時具有---的軋制成形能力。組織性能研究結(jié)果表明,,晶粒隨軋制溫度的升高而增大,。相同的變形溫度下,組織隨道次壓下量的增大而細(xì)小,,但道次壓下量的大小對管材的力學(xué)性能無---影響,。為了解決管材在軋制過程中的邊裂問題,本文設(shè)計了內(nèi)加熱式軋輥,,對鑄態(tài)az31管材進(jìn)行了等溫軋制,,發(fā)現(xiàn)提高軋輥溫度有利于---堆焊耐磨鋼管的表面及連續(xù)軋制性能。
此合金在450℃下變形能力---,,可實(shí)現(xiàn)z大70%的道次壓下量,。總變形量相同的情況下,,道次壓下量越大,,軋制堆焊耐磨鋼管的晶粒越細(xì)小,織構(gòu)分布的散漫度越大,,綜合力學(xué)性能越優(yōu),。450℃、50%壓下量軋制的堆焊耐磨鋼管組織及力學(xué)性能z優(yōu),,屈服強(qiáng)度323mpa,、抗拉強(qiáng)度396mpa,延伸率10.4%,。
因堆焊耐磨復(fù)合管成本高昂,,使堆焊耐磨復(fù)合管在澆注后的縮孔和成材率倍受廣大生產(chǎn)廠家的關(guān)注。統(tǒng)計表明,,在鑄件生產(chǎn)中,,采用普通冒口,徐州 堆焊管件,,鑄件在凝固后的縮孔體積僅占冒口體積的10%~14%,,真正用于補(bǔ)縮鑄件的只占6%~10%;采用保溫冒口,,碳化鉻堆焊管件,,則可將冒口的補(bǔ)縮效率提高到20%~25%;而集保溫與-于一體的-保溫冒口,可將冒口的補(bǔ)縮效率提高至45%,。與普通鑄件生產(chǎn)不同,,在堆焊耐磨復(fù)合管工業(yè)熔煉生產(chǎn)中,大多數(shù)生產(chǎn)廠家都在使用普通保溫冒口進(jìn)行澆注,,縮孔較大和成材率不高的問題普遍存在,。因此,科研人員借鑒鑄件的生產(chǎn)思路,,設(shè)計制作了一種集-與保溫一體的-保溫冒口,,并將其應(yīng)用于vidp型4.5t真空感應(yīng)熔煉爐澆注堆焊耐磨復(fù)合管的生產(chǎn)中。
-保溫冒口的熱量來源主要是通過lv粉的氧化過程典型的是鋁熱反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的,,經(jīng)過效果對比和成本分析,,終確定-保溫冒口成分為w%:煤粉灰8~20,lv粉35~50,,助燃劑2~10,,樹脂8~17,剛玉粉20~30,,纖維粉8~15,,檸檬酸0~2。實(shí)驗(yàn)中使用內(nèi)腔尺寸為φ360mm×2800mm的哈呋鑄鐵模,,根據(jù)與其配套的鑄鐵冒口套內(nèi)腔尺寸φ380mm×300mm,。
在不影響澆注的前提下,對此-保溫冒口選用了上小下大的設(shè)計,,內(nèi)壁縱向錐度為20°,,減小冒口處鋼液液面散熱面積,有助于延長冒口處鋼液的凝固時間,;還有利于減小鋼液在冒口內(nèi)壁上的粘附力,,使冒口處的鋼液由于重力作用更易于往下移動和補(bǔ)縮;也有利于提高脫模效率,。此冒口采取整體增大壁厚的設(shè)計,,是為---此-保溫冒口與鋼液接觸時-更充分,保溫更---,,以延長鋼液補(bǔ)縮時間,;同時隨著冒口處鋼液液態(tài)時間的延長,有助于鋼液中夾雜物的上浮,,堆焊管件工廠,,在一定程度上可以起到凈化鋼液的作用。
實(shí)驗(yàn)冶煉堆焊耐磨復(fù)合管為incoloy835,、inconel635和inconel738各一爐,。根據(jù)投爐量和冒口切除的重量,,不計正常熔煉損耗,3爐堆焊耐磨復(fù)合管的真空錠成材率分別為96.1%,、95.9%和95.0%,。試驗(yàn)結(jié)果表明:
1新制作的-保溫冒口,成品率高,,---,,機(jī)械化程度較高,省時省力,。
2應(yīng)用新制作的-保溫冒口,,有利于增加冒口處合金液凝固時間,,---補(bǔ)縮情況,,合金錠一次縮孔由深v型變?yōu)閡型;二次縮孔體積大幅減小,,且位置上移明顯,。
3在真空感應(yīng)熔煉爐澆注堆焊耐磨復(fù)合管,使用-保溫冒口,,能---提高真空錠成材率,,提高幅度達(dá)到2%~5%,降本增效明顯,。
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