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1精密无缝钢管渗碳层检测方法

1精密无缝钢管渗碳层检测方法可用于判断工件渗碳层硬度的提高和在含氯化物介质中的耐蚀性,可区分出处理过和未进行处理的工件,因此,通常用于渗碳1精密无缝钢管工件的筛选检测。为进一步评价38*2精密无缝钢管渗碳层性能,采用增强空间分辨率的定量分析法具有更大优势。

其中包括光学金相显微镜渗碳层截面分析,辉光放电发射光谱仪渗碳层(GD-OES)纳米或显微硬度梯度分析和成分梯度分析,以及采用标定的俄歇电子能谱仪(AES)进行扫描俄歇微区探针对渗碳层截面分析。

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这些有损检测方法虽然须破坏1精密无缝钢管工件,但能得到用于渗碳层对比的定量分析数据。低温渗碳层的组织采用光学金相显微镜对经浸蚀的奥氏体不锈钢22*2精密无缝钢管低温渗碳层进行分析,组织为具有碳浓度梯度,厚度约10~40μm的抗蚀渗碳层。用X衍射对渗碳层的晶体结构分析结果为,晶格畸变的奥氏体组织,1精密无缝钢管渗碳前后奥氏体晶格常数从0·360nm膨胀至0·372nm。

有关优质精拔精密无缝钢管低温渗氮的研究者将这种类似组织称为S相,但实际上在低温渗碳中并没有发生相变,外径8mm精密无缝钢管渗碳层也没有新相出现。当大量碳、氮原子(或碳、氮原子共同)渗入奥氏体不锈钢1精密无缝钢管表层,但未析出为含铬的碳化物或氮化物时,就形成过饱和固溶体,造成奥氏体晶格畸变。

X衍射仪(XRD)对316L不锈钢1精密无缝钢管渗碳层电解抛光剥层至不同渗碳厚度的点阵常数、残余应力和可能出现的碳化物进行了测定,结果见数据。不同剥层的衍射峰2θ值发生位移,与精密无缝管表层未剥层的2θ值相比,位移越少表明点阵常数膨胀越多(碳含量越高),衍射谱中并未发现碳化物的衍射峰。

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采用俄歇电子能谱(AES)和能谱(EDS)对渗碳层碳浓度分析表明,316L不锈钢1精密无缝钢管渗碳表层碳浓度超过12%(体积分数),这是渗碳层点阵常数发生膨胀的又一佐证。对多个同炉316L不锈钢1精密无缝钢管渗碳样品的显微硬度梯度曲线,渗层表面硬度高达1200HV(超过70HRC),距表层25μm处,硬度降至基体的硬度值300HV(23HRC)。

12at·%含碳量是316不锈钢1精密无缝钢管室温平衡碳浓度的105倍,根据XRD测量结果,渗碳层组织仍为具有高韧性的奥氏体,根据奥氏体晶格畸变和碳的浓度升高计算,1精密无缝钢管奥氏体中的极高过饱和碳浓度会产生不低于2GPa(300ksi)的残留压应力。