精密钢管斜轧延伸
用斜轧方式进行的毛管轧制工艺。斜轧延伸分二辊斜轧延伸和三辊斜轧延伸两类。主要在阿塞尔(Assel)和特朗斯瓦尔(Transval)三辊轧机以及狄舍尔(Diescher)和改进型狄舍尔(Accu-Roll)二辊轧机(见图)上进行。斜轧延伸所以获得发展是因为它具有独特的优点,如轧出的管子尺寸精度很高,设备和工艺过程简单,能靠分散变形的积累而获得大变形量等。
在阿塞尔轧机上进行的斜轧延伸主要用于轧制高n精度的厚壁管(D/S≥11~12),生产薄壁管则比较困难,原因是:由于变形孔型由3个轧辊构成,密闭性差,轧制薄壁管尾端时容易出现尾三角。为了能在三辊延伸机上轧制薄壁管,发明了在轧制过程中可以回转轧机牌坊的特朗斯瓦尔轧机。轧制尾端时利用回转牌坊迅速将前进角(轧辊轴线与轧制线问夹角)减小,一方面降低轧制速度,另一方面放大轧辊脊部内接圆直径,使尾端壁厚增加,提高管子稳定性,防止出现尾三角。也可在轧制即将结束时采取快开辊方式增加管端壁厚。采取这些措施后D/S可达30,小壁厚为2.5mm,但缺点是尾端切头量增加。为此又发明了在线外预先减小毛管尾端壁厚后再进行毛管延伸的方法,这样既防止了尾三角出现,又减少了切尾端长度。
在狄舍尔轧机上的斜轧延伸时,由两个主动旋转的导盘作为导向工具,与长芯棒和桶形轧辊一起构成变形区。导盘圆周速度大于管子轴向运动速度,导盘给予金属轴向拉力,有利于轧制薄壁管。改进型狄舍尔轧机使用锥形轧辊和限动芯棒,由于轧辊轴向速度与轧件速度相一致,金属变形更为合理。此外,中国北京科技大学研制成功一种拉力芯棒斜轧延伸机,轧管时芯棒轴向运动速度大于管材轴向运动速度,通过芯棒给予管材轴向拉力和用导板密封变形区可轧制内表面粗糙度低的薄壁管。
精密钢管无张力减径
在多机架的减径机中对空心荒管进行的不带芯棒、不带张力的连轧工序,目的是获得小直径的长管材,以扩大产品规格和提高机组生产能力。无张力减径机和纵轧定径机(见管材定径)相同,但减径机的机架数目多达15~22架。
减径机轧制空心荒管的过程如图1所示。管子喂入轧辊后与孔型侧壁abcd四点接触,之后产生压扁变形。压扁变形是指管子截面积不变化,仅形状由圆变为椭圆,属于塑性弯曲。到管子与孔型壁相接触时压扁停止,减径变形开始,直至管子离开变形区。无张力减径机每架变形量较小,一般延伸系数不超过1.03~1.055。轧制薄壁管时变形过大会产生轧折缺陷。(图2)
经无张力减径后管壁要增厚,减径前后的壁厚关系可用以下经验公式确定:
对于壁厚小于15mm的成品管
S0=S[1-0.0044(D0-D)]
对于壁厚大于15mm的成品管
S0=S-(D0-D)/14.9
式中D0、D分别为减径前后管子的直径;S0、S分别为减径前后的壁厚。用上式求出的壁厚变化值含有平均值的意义,因为实际壁厚变化沿孔型周边的分布是不均匀的,如图3所示。由图3可见,增厚值以辊缝处(Ⅲ一Ⅲ截面) ,孔型顶部(I—I截面)小,在45。方向(Ⅱ一Ⅱ截面)次之。由于减径机为连轧机,成品管终的壁增厚由各架累积而成,累积后壁厚分布是45。方向处壁厚小。(见图4)
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精密钢管的耐热性能
耐热性能是指高温下,既有抗氧化或耐气体介质腐蚀的性能即热稳定性,同时在高温时双有足够的强度即热强性。
碳的影响:碳在奥氏体精密钢管中是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体区的元素.碳形成奥氏体的能力约为镍的30倍,碳是一种间隙元素,通过固溶强化可显著提高奥氏体精密钢管的强度.碳还可提高奥氏体精密钢管在高浓氯化物(如42%MgCl2沸腾溶液)中的耐应力腐蚀的性能.
但是,在奥氏体精密钢管中,碳常常被视为有害元素,这主要是由于在精密钢管和耐蚀用途中的一些条件下(比如焊接或经450~850℃加热),碳可与钢中的铬形成高铬的Cr23C6型碳化合物从而导致局部铬的贫化,使钢的耐蚀性特别是耐晶间腐蚀性能下降.因此,60年代以来新发展的铬镍奥氏体精密钢管大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的,可以知道随着碳含量降低,钢的晶间腐蚀敏感性降低,当碳含量低于0.02%才具有明显的效果,一些实验珠光还指出,碳还会增大铬奥氏体精密钢管的点腐蚀分倾向.由于碳的有害作用,不仅在奥氏体精密钢管冶炼过和中应按要求控制尽量低的碳含量,而且在随后的热,冷加工和热处理等过程中也在防止精密钢管表面增碳,且免铬的碳化物析出.