奧氏體不銹鋼焊管焊縫中鐵素體含量為什么經常出現偏高

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奧氏體不銹鋼焊管焊縫中鐵素體含量為什么經常出現偏高

奧氏體不銹鋼焊管焊縫中鐵素體含量為什么經常出現偏高

來源:310S大口徑耐高溫焊接管 ? 發布:2020-08-05 10:19:16 ? 類別:不銹鋼焊管

 最近浙江久立不銹鋼管有限公司通過上海久立工貿公司銷售給江蘇常熟某日資企業的一批奧氏體不銹鋼焊管運抵客戶所在地以后,客戶對其中的1支鋼管成分提出質疑,依據是可以用磁鐵吸住這支鋼管,因此其成分有問題:不是奧氏體不銹“鋼”,而是“鐵”。雖經解釋說明,但該客戶仍堅持要委托第三方作仲裁檢驗。后經上海材料研究所檢測中心檢驗證明,該支鋼管不僅成分,而且晶間腐蝕試驗也完全符合訂貨合同所依據的GB/T 12771-2000標準規定.該客戶從質疑到釋疑所反映出來的問題,實質是奧氏體不銹鋼及其焊縫金屬中的鐵素體含量,鐵素體含量的方法和可能產生的有害影響。在我們與客戶的交往中,此類問題已不是第一次了。這些問題的討論,國外在20世紀60-80年代都曾經歷過.我國目前正處于不銹鋼無縫管及不銹鋼焊管生產、工業應用的高潮期,2005年不銹鋼年產量己達300萬噸,僅次于日本,2006年有可能會超過日本而成為全球不銹鋼頭號生產大國。正確認識這些問題對廣大用戶及不銹鋼管制造商都十分有意義?,F將我們的一些認識及思考撰寫成文,供廣大業內人士討論和參考。

    

 常溫下的奧氏體即面心立方晶格的不銹鋼是無磁性的,而鐵素體即體心立方晶格的不銹鋼是有磁性的,因此人們常用一塊磁鐵可以把它們區分開。但這種簡單的方法有時也會造成誤判,原因是:


 1. 奧氏體是奧氏體不銹鋼冶煉、軋制后期的相變產物,其前期即不銹鋼熔煉到鑄錠冷卻結品的過程中會出現鐵素體及鐵素體相變為奧氏體的歷程。由于種種原因,奧氏體不銹鋼會包含少最鐵素體且分布不均勻.但軋制的奧氏體鋼薄板,其鐵素體含量可以控制在2%以下。


 2. 電磁學原理證明,單極磁鐵的吸力取決于磁場的能最密度,現代技術制造的稀土鉆永磁鐵,BH即其磁場的能量密度可高達250~440kJ/m3,比傳統的Fe-Cr-Co永磁鐵高5~8倍。用這種強磁鐵就可能對含有少量鐵素體的奧氏體不銹鋼產生吸力感,甚至被吸住。


 3. 奧氏體不銹鋼焊管的焊縫區由于其特定冷卻結品條件:熔池體積很小,焊縫金屬的晶體是以熔池底部及邊緣沿著母材半熔化區殘留的晶體外延生長的,結晶速度起初很慢,但在焊縫中心區很快,這樣焊縫金屬冷卻結品是在不平衡熱力學條件下快速形成的。結果就造成焊縫金屬的化學成分因凝固過程中的偏析而很不均勻,從而導致奧氏體不銹鋼焊管的焊縫區鐵素體可能較高且很不均勻,普通304不銹鋼焊管焊縫可達到5%-7%,甚至更高完全是可能的。美國機械工程師學會(ASME)于20世紀80年代對1 034支不銹鋼焊管產品進行調查研究,發現其中只有0.2%的焊縫鐵素體含量小于3%,近60%的焊縫鐵素體含量大于8%-10%。


 4. 不銹鋼焊管的實際鐵素體含量當然取決于化學成分,特別是其Ni的含量或者說Ni當量Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu,及其與鉻當量Creq=Cr+Mo+0.7Nb之比.由于目前世界鎳價飛漲,鋼廠在冶煉奧氏體不銹鋼時總是把鎳含量控制在標準值的最低限,這就可能造成無縫奧氏體不銹鋼管及焊管的鐵素體含量都略為偏高。


  鎳含量足夠高的奧氏體不銹鋼焊管,例如我國的0Cr25Ni20(相當于美國的310),是可以得到全奧氏體焊縫組織的,只是其價格太高。此外,增加含氮量也是降低奧氏體焊管及焊縫鐵素體含量的有效途徑。


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