Page 51 - 理化检验-物理分册2024年第五期
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DOI : 10.11973 / lh jy -wl202405010


                                    904L       不锈钢荒管开裂原因



                                                         谢金宏

                                ( 上海材料研究所 上海市工程材料应用与评价重点实验室, 上海 200437 )
                    摘 要: 某904L不锈钢荒管在穿孔工艺后, 其内壁发生开裂现象。采用宏观观察、 化学成分分
                 析、 力学性能测试、 扫描电镜及能谱分析、 金相检验等方法分析了该荒管开裂的原因。结果表明: 荒
                 管穿孔前近内表面存在疏松缺陷, 在穿孔工艺应力的作用下, 沿疏松缺陷处萌生裂纹, 最终导致荒
                 管发生开裂。

                    关键词: 904L不锈钢; 荒管; 开裂; 疏松缺陷; 孔洞

                    中图分类号: TB31 ; TG115.2   文献标志码: B   文章编号: 1001-4012 ( 2024 ) 05-0039-03

                          Reasonsforcrackin g of904Lstainlesssteel p iercedbillet

                                                        XIEJinhon g

                              ( Shan g haiKe yLaborator y ofEn g ineerin gMaterialsA pp licationandEvaluation ,

                                  Shan g haiResearchInstituteofMaterials , Shan g hai200437 , China )


                     Abstract : Crackin gwasfoundontheinnerwallofa904Lstainlesssteelp iercedbilletafterp erforation

                p rocess.Thereasonforthecrackin gofthep iercedbilletwasanal y zedusin g methodssuchas macrosco p ic

                observation , chemicalcom p ositionanal y sis , mechanical p ro p ert y testin g , scannin g electronmicrosco py andener gy

                s p ectrumanal y sis , andmetallo g ra p hicexamination.Theresultsshowthattherewereloosedefectsontheinner

                surfaceofthe p iercedbilletbefore p erforation.Underthestressoft he p erforation p rocess , cracksinitiatedalon g the

                loosedefects , ultimatel y ledtocrackin g ofthe p iercedbillet.


                     Ke y words : 904Lstainlesssteel ; p iercedbillet ; crackin g ; loosedefect ; hole
              904L奥氏体型不锈钢具有较为优异的抗酸蚀
            性能, 在涉及磷酸及硫酸等强腐蚀环境的化工行业                           1 理化检验
            应用广泛, 可以用作管道、 泵、 阀、 容器设备以及搅拌                      1.1 宏观观察
            设备的主体材料或与介质接触部分的材料                    [ 1 ] 。某公        该开裂荒管宏观形貌如图 1 所示。由图 1 可
            司生产 904L 不锈钢荒管的工艺流程为: 钢锭表面                         知: 荒管外表面未见异常, 将其沿轴向剖开, 内壁可
            质量 检 验 → 锻 造 ( 二 火 锻 造 开 锻 温 度 不 低 于               见各裂纹之间大致平行, 与纵向呈一定角度, 裂纹非

            1100℃ , 停锻温度不低于850℃ ) 成圆钢→空冷→                      笔直线型, 存在一定弯曲, 裂纹周围管壁存在凹凸起


            锯切扒皮成短圆钢→加热( 1080℃ ) →穿孔成尺寸                        伏, 呈明显的塑性变形特征形貌。

            为210mm×18mm ( 直径 × 长度) 的荒管 → 水冷。                       在图2所示位置截取1号和2号试样, 将试样
            该公司在对某批荒管进行水冷之后的表面质量检查                             磨抛后置于体视显微镜下观察, 结果如图 3 所示。
            时, 发现其内壁存在裂纹。笔者采用一系列理化检                            由图 3 可 知: 1 号 试 样 横 向 剖 面 裂 纹 长 度 约 为

            验方法分析该荒管开裂原因, 以避免该类问题再次                           6.4mm , 裂纹周围存在大小不一的孔洞; 2 号试样
            发生。                                                横向剖面主裂纹旁存在大量的细小条状缺陷, 距管

                                                               内壁表面约8mm 处纵向截面可见细小条状缺陷。
                                                              1.2 化学成分分析
                收稿日期: 2023-07-13
                                                                   采用红外碳硫仪和直读光谱仪对荒管进行化学
                作者简介: 谢金宏( 1991- ), 男, 本科, 工程师, 主要从事金属材
                                                               成分分析, 结果如表1所示。由表1可知: 荒管中 Mo
            料失效分析和金相检验工作, x j h631739002@163.com
                                                                                                          9
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