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山东20#精密管的强度提高

  • 发布时间:2020-10-29

850℃(1560℉)温度下,铜在α-Fe(铁素体)中最大的固溶度小于或等于2·2%(质量分数)。Fe-Cu二元相图根据Fe-Cu二元相图,共析温度为850℃。由于最大固溶度较低和随温度下降,固溶度曲线急剧下降,铜在山东20#精密管中固溶度也急剧减少,使大量富铜析出相在α-Fe基体中,高密度形核析出。

最初析出相铜的浓度小于50%(体积分数),随时效时间延长,析出相铜的浓度增加。在温度为~700℃(1290℉)时,铜的固溶度明显小于1%(质量分数)。由于铜析出相的析出,显著提高了山东20#精密管的强度。

山东20#精密管

通过控制轧制条件,可改善和细化了轧制态山东20#精密管的晶粒尺寸。根据Hall-Petch关系,这进一步提高了山东20#精密钢管的强度。此外,这些含铜山东20#精密管,即使铜含量只有0·1%(质量分数),仍具有良好的耐大气腐蚀性能。在钢中添加铜,还有降低韧-脆性转变温度(ductiletobrittletransitiontemperature,DBTT)的优点,但不利方面是降低了轧制态的冲击韧性值。

钢中的铜对时效处理山东20#精密管的冲击韧性影响十分复杂,采用某些时效温度和时间时效,对20#精密钢管的DBTT和冲击韧性有明显的不利影响,但采用其他不同的时效温度和时间时效,对山东20#精密管的DBTT和冲击韧性没有明显的不利影响。

在形变热处理过程中或铸造过程中,由于铜不像铁一样易于氧化,引起钢出现脆性,这种不利作用称为热脆性。其过程是铜在山东20#精密管表面氧化皮下形成一层极薄的纯铜层,由此导致在铸造或TMT处理中,出现脆性和边缘开裂。

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通过与镍元素合金化和通过精确控制TMT处理温度和轧制时间,可以减轻铜引起的潜在热脆问题。(2)镍在这类山东20#精密管中添加镍,主要作用是减轻铜引起的热脆问题。镍提高铜在γ-Fe中的固溶度,从而阻碍了在钢的氧化皮下形成纯铜层。在20#冷轧精密管中添加镍,有益于提高钢的冲击韧性和降低钢在热轧态和时效后的DBTT。

镍还对山东20#精密管的淬透性造成影响,提高钢的碳当量(CE)。当镍含量足够高并在与其他提高淬透性元素复合作用下,镍能促进形成马氏体组织。此外,镍还引起更高的铜析出量,进一步提高析出强化的效果。

镍与山东20#精密管中其他合金元素结合,可形成镍铝化合物(NiAl)或B2复杂结构的NiAl0·5-xMnx相,具有改善和细化这类20#精密异型管轧制状态的铁素体晶粒尺寸。

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