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质量分析
45Mn2钢厚壁无缝管分层缺陷分析
来源:聊城市产品质量监督检验所     发布时间:2018-12-25
  45Mn2钢是一种高强度钢,一般屈服强度在700 MPa以上,主要用途为高强度结构钢管。为分析45Mn2钢分层缺陷产生的原因,对圆管坯进行低倍检验,对分层缺陷部位进行夹杂物分析,同时对厚壁无缝管生产工艺过程进行分析,探讨圆管坯质量及无缝管穿孔工艺对钢管分层缺陷的影响,并提出减少无缝钢管分层缺陷的措施。
1 生产工艺及过程控制分析
(1)圆管坯低倍质量分析
  45Mn2钢圆管坯的生产工艺路线为:转炉→炉外精炼(LF+RH/VD)  →连轧轧制→坯料检查。本批次45Mn2钢均经过真空处理,连轧生产规格为φ150 mm,因孔型不匹配,连铸坯均为下线冷料。从检测结果看,除有中心疏松(评级1.0级)外未见其它缺陷。根据圆管坯低倍检验结果,初步认为圆管坯的内部质量满足生产标准要求。
(2)无缝管生产工艺过程分析
  在生产薄壁管如φ140 mm×7 mm及φ146 mm×5 mm时未发现分层缺陷,而在生产φ121 mm×25 mm及φ133 mm×20 mm厚壁管时均产生分层缺陷,且废品率接近100%。对于同一批连轧坯原料,无缝管成品规格不同,产生分层缺陷的比率明显不同。因此有必要研究此类缺陷的成因,以采取措施,降低分层缺陷率。
2 分层缺陷检验
(1)缺陷的外观形貌
  从分层缺陷的外观形貌看,缺陷均出现在内表面或近内表面。缺陷处有一向内侧的鼓包,鼓包的壁厚为0.6 mm,多数鼓包在轧管之后已经破裂,呈不规则的鳞片状。
(2)缺陷处组织分析
  将试样打磨、抛光后,用4%的硝酸酒精溶液腐蚀,在金相显微镜下观察组织鼓包的起始端可见一条白色亮线。观察未经过腐蚀前的试样,白色的亮线为裂纹。
(3)分层缺陷处的夹杂物分析
  利用扫描电镜在放大2000倍的条件下观察分层缺陷附近夹杂物形貌,起泡和分层处的夹杂物的主要构成元素是C、O、Si、Ca、Mn、Ti,主要是硅、锰的氧化物,裂纹前端和两侧未见异常夹杂物存在。
3 分层缺陷产生原因分析
  厚壁无缝管分层缺陷主要是由于二辊斜轧穿孔的不均匀变形产生的应力超过金属强度和塑性所能承受的程度造成的。据此可以认为,厚壁45Mn2无缝钢管产生分层缺陷与钢坯本身的塑韧性(抵抗变形不均匀性的能力)有关,同时穿孔工艺不同对无缝管的产品质量也有一定的影响。
4 降低分层缺陷率的措施
  (1)提高管坯的塑韧性;(2)合理控制加热温度;(3)降低轧辊转速。
5 结论
  (1)钢管产生分层缺陷与钢坯本身的塑韧性(抵抗变形不均匀性的能力)有关,同时也与无缝管的穿孔工艺有关。
  (2)可通过提高管坯的塑韧性、合理确定管坯加热温度、选择适合的轧制工艺等措施,来减少毛管分层缺陷。
  (3)采取提高钢水洁净度、轧后缓冷等措施,可提高管坯工艺塑性,降低毛管分层缺陷率,生产出合格的厚规格钢管。

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