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薄壁不銹鋼管淬火裂紋的形成原因有哪些

上次我們講到影響薄壁不銹鋼管淬火裂紋的因素有化學(xué)成分、原材料缺陷以及形狀結(jié)構(gòu)。除此之外，還有什么原因呢？接下來，我們繼續(xù)來了解薄壁不銹鋼管淬火裂紋的形成原因有哪些？

1、淬火前的原始組織和應(yīng)力狀態(tài)

根據(jù)加熱時的相變理論可以知道，鋼的原始組織對加熱時奧氏體晶粒度及其長大有影響。將鋼加熱到Ac1溫度以上時，精密不銹鋼管中的珠光體組織將轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。高溫奧氏體的晶粒大小及其長大傾向與及其長大傾向與鋼的原始組織——珠光體的形狀和粗細(xì)有關(guān)。淬火加熱時，細(xì)片狀珠光體的允許淬火溫度范圍較寬，并且淬火后可以獲得較細(xì)的馬氏體。

但是，與球狀珠光體相比，片狀珠光體卻易于在加熱溫度偏高時引起奧氏體晶粒粗化，亦即傾向于過熱。所以對片狀珠光體而言，必須嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時間。否則將因鋼管過熱導(dǎo)致淬火開裂。

球狀珠光體相比在正常的淬火溫度下可以保持較細(xì)小的奧氏體晶粒。淬火后保障獲得細(xì)密的馬氏體組織，減小其內(nèi)應(yīng)力。因此，原始組織為均勻的球狀珠光休的鋼對減少裂紋來說，是淬火前較理想的組織狀態(tài)。

淬火前的原始組織與淬火裂紋密切相關(guān)的另一個問題，是薄壁不銹鋼管重復(fù)淬火時要充分的退火處理，即必須避免把淬火狀態(tài)的組織直接再進(jìn)行第二次處理，不經(jīng)退火而重復(fù)淬火時，易形成裂紋。

此外，在切削加工過程時，也會產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，切削加工時選用的切削用量越大，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也愈大。這種機械加工造成的殘余內(nèi)應(yīng)力，如果不經(jīng)過去除，在淬火加熱過程中，有可能與由于加熱速度過快產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力發(fā)生疊加而導(dǎo)致開裂。

2、加熱溫度

淬火加熱溫度越高，鋼的晶粒越趨長大。對同一牌號的不銹鋼焊管，淬火加熱溫度越高，由于較大的奧氏體晶粒能使其淬透性增加，則淬火冷卻時產(chǎn)生的應(yīng)力亦越大。另外，晶粒的大小，對鋼管破斷抗力的大小的影響也很顯著，隨著品粒尺寸的增大，破斷抗力值則下降。

正因為淬火溫度越高，奧氏體晶粒越粗大，破斷抗力值越氐，而且冷卻時淬火時的應(yīng)力越大。所以，過熱必將易于引起淬火裂紋。若淬火溫度過低，淬火后組織中有薄的網(wǎng)狀鐵素體時，盡管鐵素體組織有較高的塑性，但因強度較低往往沿著鐵素體網(wǎng)形成脆性斷裂。

3、冷卻溫度

在由加熱溫度冷卻到開始相變溫度的過程中，不銹鋼精密管的組織仍保持奧氏體狀態(tài)（即過冷奧氏體)，具有較低的屈服極限和很高的塑性，在應(yīng)力狀態(tài)上，由于沒有發(fā)生相的轉(zhuǎn)變，只產(chǎn)生熱應(yīng)力，所以在該冷卻階段不會產(chǎn)生裂紋。

但薄壁不銹鋼管冷卻到Ms點以的溫度，即發(fā)生相變時，除因冷卻不一致所形成的熱應(yīng)力外，還有因相變進(jìn)行的不等時性而產(chǎn)生的組織應(yīng)力。相變的結(jié)果，奧氏體轉(zhuǎn)變成具有高硬度和低塑性的馬氏體。因此，在該溫度區(qū)間的冷過程，最易于引起淬火裂紋。因此，淬火時使管材在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)間內(nèi)緩慢冷卻，成為防止形成裂紋的重要措施。

       綜上所述，影響薄壁不銹鋼管淬火裂紋的因素有很多。即從結(jié)構(gòu)設(shè)計到工藝分析；從備料到加工；從預(yù)先熱處理到最后熱處理均有導(dǎo)致薄壁不銹鋼管形成淬火裂紋的潛在因素。