不銹鋼管是由熔化金屬凝固而成的鋼坯制成的,在此過程中會產生固有缺陷,這些缺陷的大部分在切除頭尾時會被去除,但仍有一定數量的缺陷殘留在不銹鋼坯之中,隨鋼坯一起進入下道工序中。
表1-1介紹了不(bu)銹鋼管中常見固有缺陷的位置及成因。

1. 縮孔
液態金(jin)屬從澆注溫(wen)度凝(ning)固冷卻到室溫(wen)的(de)(de)過程中,體積(ji)會(hui)收(shou)縮(suo)(suo)。由于(yu)(yu)金(jin)屬的(de)(de)液態收(shou)縮(suo)(suo)和凝(ning)固收(shou)縮(suo)(suo)之和遠遠小于(yu)(yu)固態收(shou)縮(suo)(suo),在(zai)鑄件最后凝(ning)固的(de)(de)區域會(hui)出現空(kong)洞集中。此(ci)時,如熔化金(jin)屬不(bu)足(zu)以補充填滿錠(ding)坯(pi)頭(tou)部,結果(guo)便(bian)形成(cheng)(cheng)空(kong)腔(qiang)(qiang),通常此(ci)空(kong)腔(qiang)(qiang)形狀呈倒錐或(huo)圓(yuan)柱形。假如收(shou)縮(suo)(suo)空(kong)腔(qiang)(qiang)在(zai)鋼坯(pi)出廠前未能全部切(qie)除,則其將在(zai)成(cheng)(cheng)品鋼管(guan)中被延伸成(cheng)(cheng)空(kong)隙,此(ci)空(kong)隙稱為(wei)縮(suo)(suo)孔。
2. 鑄造熱裂紋
鑄件(jian)在(zai)凝(ning)固(gu)后期,固(gu)相已(yi)基本(ben)形(xing)成骨架,并開始線收縮。如(ru)果在(zai)此過(guo)程中(zhong)受(shou)到幾何制約,使(shi)線收縮受(shou)阻,鑄件(jian)內將產(chan)生熱裂(lie)紋,并通常出現(xian)在(zai)鑄件(jian)最后凝(ning)固(gu)的(de)地方。根據熱裂(lie)紋形(xing)成的(de)位置,熱裂(lie)紋可分為外熱裂(lie)紋和內熱裂(lie)紋。
外(wai)熱裂(lie)紋特征:裂(lie)口從鑄件表(biao)面(mian)開始,逐漸延伸到內部,呈(cheng)表(biao)面(mian)寬內部窄,裂(lie)紋被氧(yang)化而變色。鑄件表(biao)面(mian)有(you)單條或(huo)多條裂(lie)紋,裂(lie)紋長度短、不規則、有(you)分叉。
內(nei)熱(re)裂(lie)紋(wen)(wen)特征:內(nei)熱(re)裂(lie)紋(wen)(wen)主(zhu)要產生(sheng)于(yu)(yu)厚實鑄件(jian)(jian)最后(hou)凝固的(de)中(zhong)心部位,或(huo)由于(yu)(yu)補縮(suo)不良,產生(sheng)于(yu)(yu)縮(suo)孔尾部延(yan)伸入(ru)鑄件(jian)(jian)中(zhong)。內(nei)熱(re)裂(lie)紋(wen)(wen)走向無規律(lv)性,鋼坯內(nei)熱(re)裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)周圍可能硫磷(lin)偏析嚴重。
3. 氣孔
氣(qi)孔(kong),也稱氣(qi)眼,是鋼坯生(sheng)產中的主要(yao)缺陷之一,產生(sheng)于鑄件內部(bu)、表面或近表面,呈大小(xiao)不等的圓形(xing)、長形(xing)及不規則(ze)形(xing),有單(dan)個(ge)的,也有聚集成(cheng)片的,孔(kong)壁(bi)光滑,顏色為白(bai)色。根據(ju)形(xing)狀及形(xing)成(cheng)原因一般分為氣(qi)孔(kong)、氣(qi)泡、針(zhen)孔(kong)、氣(qi)疏(shu)松和氣(qi)縮孔(kong)。
4. 夾雜物
在(zai)煉鋼(gang)過程中,少量爐(lu)渣、耐火材料及冶煉反應產物(wu)(wu)可(ke)能進(jin)入鋼(gang)液,形成非(fei)金(jin)屬夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)。不(bu)同形態的(de)(de)夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)混雜在(zai)金(jin)屬內部,破壞(huai)了金(jin)屬的(de)(de)連續性(xing)(xing)和(he)完整性(xing)(xing)。夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)會(hui)降低鋼(gang)管的(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能、特別是塑(su)性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)和(he)疲勞極限。其(qi)他促使產生非(fei)金(jin)屬夾(jia)(jia)雜物(wu)(wu)的(de)(de)原因是:不(bu)良的(de)(de)澆注(zhu)方法和(he)不(bu)適當的(de)(de)澆注(zhu)體(ti)系會(hui)使金(jin)屬液在(zai)錠(ding)模(mo)中產生湍流。
非金(jin)屬(shu)(shu)夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)的(de)(de)(de)形狀(zhuang)以(yi)及它與周圍材料不(bu)連續和(he)不(bu)相容(rong)的(de)(de)(de)特點(dian),使它所處(chu)部位的(de)(de)(de)應力升高(gao)。這些夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)的(de)(de)(de)存在(zai),使鋼管承受(shou)高(gao)沖擊、靜(jing)態(tai)或(huo)疲(pi)勞(lao)應力的(de)(de)(de)性(xing)能降低。夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)對上述性(xing)能的(de)(de)(de)影響(xiang),取決于自身的(de)(de)(de)尺(chi)寸、形狀(zhuang)、抗變形性(xing),與施加(jia)有(you)關(guan)應力的(de)(de)(de)方向和(he)材料的(de)(de)(de)抗拉強度有(you)關(guan)。許多夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)也可使其所在(zai)金(jin)相組織,比之基體材料和(he)其他部段更加(jia)復雜(za)(za)(za)。每(mei)種金(jin)屬(shu)(shu)都具(ju)有(you)自己特有(you)的(de)(de)(de)夾(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)。
典(dian)型(xing)情況下,不銹鋼管中的(de)夾(jia)雜(za)物因塑性變(bian)形(xing)而變(bian)成(cheng)拉(la)長的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang),即(ji)在(zai)縱剖(pou)面(mian)上呈帶狀(zhuang)(zhuang)或條狀(zhuang)(zhuang),而在(zai)橫截面(mian)上則(ze)呈較圓(yuan)的(de)或扁(bian)平(ping)的(de)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)。

