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由于高温合金的成分复杂,加工变形抗力大,因而,高温合金管材热穿孔的可行性一直是国内外在研制中探讨的问题。GH3600合金是 Ni-Cr-Fe基固溶合金,具有耐腐蚀、耐海水侵蚀及较好的综合性能。为了更好的开发市场,特对GH3600合金管材批量生产中的生产工艺进行了研制。
试验材料与主要工艺过程
管材规格:本38 ×3、$25 ×2.5、p18×2。合金成分见表1。主要生产工艺流程为:电弧炉冶炼→电渣重熔→锻造开坯110圆棒→超声波探伤→热穿荒管→冷轧(拔)一固溶处理→涡流探伤→性能检验。
110mm锻造棒材,经超声波探伤,低倍检查(图1),合格后分别下科段400、600、1000mm长,分两次进行穿孔试验,为保证穿孔的成功性,第一次用短料,第二次为长料。
管坯加热制度
管坯加热制度直接影响合金的穿孔性能,适当提高加热温度和增加保温时间,可以明显改善钢的加工塑性,避免孔腔产生,减少内折叠。管坯在斜底煤气加热炉内加热,为了防止在加热过程中产生阴阳面及保证加热的均匀性,坯料在炉中应均匀升温并勤翻动。坯料进人高温及保温时,应用高温计勤测温,以防止过温和过烧等。
管坯热穿孔
高温合金穿孔的可行性主要表现在三方面:(1)可穿;(2)穿不动;(3)穿后分层、穿裂、内折叠等缺陷产生。因此避免穿孔缺陷的产生是主要解决的问题。钢管在穿孔时,由于斜轧延伸原理,其管坯心部受拉应力,故易出现金属中心破裂现象形成孔腔,孔腔内部金属表面粗糙,会迅速被顶头冷却水及空气氧化,在然后的碾轧过程中形成折叠会附着在钢管内表面,故要消除内折、内裂等缺陷,就必须避免孔腔形成。影响孔腔形成的因素:(1)高温合金的自然塑性,塑性好的不易形成孔腔。(2)穿孔工艺,即轮混压下量或顶头伸进量,轧轮压下量大或顶头伸进量小易形成孔腔。(3)加热温度,加热温度合适可充分发挥金属的穿孔性能(即加工塑性),不易形成孔腔。
穿孔试验
根据以上情况制定合理的穿孔工艺,见表2。
本次试验采取拔制工艺,在变形过程中合理分配减径,减璧量,变形量控制在20%以内,制定相应的热处理工艺,以防止拔制过程中的断头、拔制裂纹及内外表面缺陷的产生。拔制的主要目的是减径,为后续的继续轧制创造条件。具体拔制参数见表3。