低镍奥氏体不锈钢焊管开裂原因分析

通过对开裂样品进行化学成分、力学性能、金相组织、断口扫描电镜能谱分析及X射线衍射分析,探讨了用低镍奥氏体不锈钢制作焊管产生裂纹的原因。结果表明,焊管开裂的原因是材料未经固溶处理、晶界存在大量碳化物以及形变诱发产生大量马氏体所致。通过控制终轧温度(890℃),轧后快冷到700℃以下,可避免碳化物的大量析出,最好再进行热退火酸洗固溶处理。

第 3卷第4 3期2 1年 8 0 1月‘ . .

山东冶金S a d n Me al r y hn og tl g u

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低镍奥氏体不锈钢焊管开裂原因分析陈坤，陈培敦，王俊海(山东泰山钢铁集团有限公司，山东莱芜 2 1O ) 7 lO摘要：过埘开裂样品进行化学成分、通力学性能、金相组织、口扫描电镜能谱分析及 x射线衍射分析，断探讨 u用低镍舆『

氏体不锈钢制作焊管产生裂纹的原因。结果表明，焊管开裂的原因是材料未经固溶处理、晶界存在大量碳化物以及形变诱发产生大量马氏体所致。通过控制终轧温度( 9 )轧后快冷到 7 0℃以下， 80℃, 0可避免碳化物的大量析出，再进行热退最好火酸洗阎溶处理。

关键词：低镍奥氏体不锈钢；焊管；开裂；碳化物；同溶处理中图分类号： G152 T 1. 文献标识码： A文章编号：0 4 4 2 (0 10— 0 0 0 10— 6 0 2 1 )4 0 3— 3

近些年，内市场大量使用以锰代镍的铬锰氮国低镍不锈钢钢种，之为“0称 2 0系列”钢种。该钢种

主要是在印度 J不锈钢基础上调整成分开发的， 4此类不锈钢常温条件下与常规 1—型不锈钢相似， 88组织为奥氏体，有很弱磁性，有良好的强度和一具具定条件下的耐腐蚀性能，其加工性能与常规的但C - i奥氏体不锈钢有明显的差异…。本研究针 rN型 -对某焊管厂生产的低镍以锰氮代镍焊管开裂缺陷样品进行分析，出其成因，出控制措施。找提图 1焊管开裂形貌

成分、学性能检测，相组织、微硬度检测分力金显析，口电镜能谱微区分析， D m X r型阳极转断用/ e—c

靶 X射线衍射仪分析测定马氏体含量。

1焊管开裂情况2试验结果某焊管厂采用 8O m×1 5 1规格低镍奥 . m 0 011 2/3 1氏体不锈钢热轧黑皮卷，进行退火，接卷管 (不直直1化学成分。钢板化学成分检测结果见表 1 )。 目前该钢种尚无统一

的国家标准，一般各个企业执

径 35m,卷管焊接过程中出现沿焊管轴向开 2 m)在裂的现象，裂纹垂直于焊管径向弯曲面，焊管轴沿向向里延伸，裂纹最长超过 70rm(图 1。 0见 a )对焊管开裂部位取样进行宏观形态观察，学化项目 C 00 .7 S i 04 - 9 Mn 95 .3 P

行各自的企业标准。从表中成分来看，学成分符化合控制范围要求，与市场流通的同类产品的化学也成分接近。S C r 1.8 42 Ni 11 .3 C u 18 . 5 N 01 .3

表 1焊管开裂试样化学成分% 控制范围实测值

≤01 . .0 O2 5~06 85~1.≤00 5≤00 0 1. 80 1 . 5 . 20 . 4 .3 40~1 . . . 0~1 1 5 . . 00 0~20 .8~01 .500 1 00 2 . .0 3

2力学性能。拉伸试验结果表明， )焊管纵向试样尺 6 3 ( 9、7、4 ) a尺为 8 55 9 0 m为 0 . 6 5 6 5 4 0 MP, 9 .(2、 3

体+量铁素体+氏体，量碳化物沿晶界、体少马大基析出，内弧面晶界明晰，形较小，弧面晶界不变外

8 5 9 0 MP, 5、 1 ) a A为 2 .%(6、0 3%) 5 7 2% 2%、 1。与常

清，变形较大，图 2示。裂纹主要是沿晶开裂、如所

规 1~型不锈钢相比， 88因试样未经固溶处理，管焊纵向试样的强度高、伸率低。在开裂部位，厚延沿

同时也有穿晶裂纹存在，图 3示。夹杂物以 A如所类、为主，别较高，夹杂物达到 2级， C类级 A类 . 5具

度方向测试钢板的硬度，近焊管外弧面纵向裂纹靠两侧 HV分别为 40 4 3中心位置 H。为 4 1而 8、7, V: 4,靠近焊管内弧面 H。为 42 v: 1。靠近焊管外弧面纵向

体评级结果见表 2典型夹杂物形貌见图 4,。4电镜能谱微区分析。裂纹源附近断口形貌 )如图 5所示。韧窝底部有大量夹杂物颗粒，化物 a碳

裂纹两侧硬度值较高，依次向里逐渐降低。3金相分析。金相分析表明， )基体组织为奥氏收稿日期：0 1 0— 4 2 1 - 3 1作者简介：陈坤，, 7年生，0 4男 1 2 9

20年毕业

沿晶界、基体析出数量较多。对断口表面进行扫描电镜能谱分析，析谱图 1见图 5 )置微区成分，分 ( b位 结果见表 3主要是 c的复合碳化物。由于试样在， r现场存放时间较长，口存在氧化层，微区成分断故分析显示氧含量较高。

L东大学材料程专 I 3

业，工程硕士。现为山东泰山钢铁集团有限公司技术部副部长，工程师，事工艺管理和产品研发工作。从3 0