S32750超級雙相不銹鋼無縫管熱擠壓工藝研究

浙江至德鋼業(yè)有限公司介紹了S32750超級雙相不銹鋼無縫管的擠壓過程。通過控制預(yù)熱溫度、感應(yīng)加熱溫度、擴孔和擠壓參數(shù)，確保成品性能及表面質(zhì)量，完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，擠壓狀態(tài)可以直接供貨。至德鋼業(yè)生產(chǎn)的雙相不銹鋼無縫管，嚴(yán)格執(zhí)行ASTM A789 A790 及GB/T 21833-2008奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，壁厚均勻，無麻坑裂紋砂眼等，歡迎您隨時咨詢。雙相不銹鋼系不銹鋼是既有奧氏體又有鐵素體組織結(jié)構(gòu)且兩相獨立存在并含量較大的一類不銹鋼。第三代雙相不銹鋼又稱為超級雙相不銹鋼PRE（Cr%+3.3×（Mo+0.5W）%+16×N%）=40。

 S32750（022Cr25Ni7Mo4N）是一種典型的超級雙相不銹鋼，鋼中鉻、鉬、氮含量高，具有良好的耐點蝕、縫隙腐蝕性能。適用于石油化工、煉油、真空制鹽、煙氣脫硫等腐蝕環(huán)境更為苛刻的領(lǐng)域。S32750（022Cr25Ni7Mo4N）超級雙相不銹鋼熱加工塑性低，熱變形抗力高。本文主要研究了太鋼SMS-MEER的6000噸擠壓機熱擠壓工藝，針對鋼種材料特性，主要研究內(nèi)容為預(yù)熱熱處理制度、擴孔變形量、感應(yīng)加熱制度、擠壓變形量、冷卻制度及熱擠壓管坯性能。

一、實驗

 1. 實驗材料

 材料采用電爐+AOD+LF爐冶煉，經(jīng)鍛后車光至219mm，S32750的主要成分見表。

 2. 實驗流程

 管坯準(zhǔn)備一環(huán)形爐預(yù)熱→一次感應(yīng)加熱→擴孔→二次感應(yīng)加熱→擠壓→冷卻

 3. 實驗方法

 擠壓設(shè)備為6000噸臥式擠壓機。根據(jù)成品管尺寸要求，擠壓筒選擇為230mm，擠壓針為75mm，擠壓模為89mm，成品鋼管規(guī)格為89×7mm。此規(guī)格擠壓機的最大安全負(fù)荷為38MN。同時準(zhǔn)備了擠壓雙相不銹鋼專用玻璃粉潤滑墊和玻璃粉。

  a. 環(huán)形爐預(yù)熱

  雙相鋼預(yù)熱是熱擠壓的首要關(guān)鍵環(huán)節(jié)，至德鋼業(yè)研究表明，雙相不銹鋼的δ相在850℃會大量析出。為避免δ相的大量析出，采用750±10℃保溫3小時，保證坯料內(nèi)外溫度均勻，頭尾、內(nèi)外溫差在20℃以內(nèi)。

  b. 感應(yīng)加熱

 超級雙相不銹鋼的熱加工溫度控制很重要。溫度偏低，鐵素體塑性不良首先開裂；溫度過高，鐵素體相塑性高但強度低，又極易引起該相的撕裂。因此，擠壓過程采用了1100~1120℃的熱加工溫度。

  c. 擴孔擠壓

 擠壓比（擠壓前后面積比）是擠壓過程的一個主要參數(shù)，擠壓力與擠壓比成線性關(guān)系增加，結(jié)合S32750（022Cr25Ni7Mo4N）超級雙相不銹鋼的高溫強度和塑性，選擇15~20的擠壓比，擠壓力范圍在2500～3000噸之間。

  d. 冷卻

 S32750（022Cr25Ni7Mo4N）超級雙相不銹鋼需快速冷卻以避免有害相析出。采用擠壓后快速入水冷卻，經(jīng)金相組織觀察，無有害相析出。

二、實驗結(jié)果

 在該熱擠壓工藝下，S32750超級雙相不銹鋼無縫管完成擠壓，表面質(zhì)量良好。

  1. 力學(xué)性能

 取不銹鋼無縫管頭尾進(jìn)行拉伸試驗，執(zhí)行ASTM A370標(biāo)準(zhǔn)，試驗結(jié)果見表。

  2. 相比例分析

 針對不同的成分設(shè)計，隨鐵素體增加強度增加，隨奧氏體增加而韌性增加，強度降低。然而對同一鋼種而言，相比例對力學(xué)性能的影響無明顯的變化。對擠壓管的金相分析表明，鐵素體與奧氏體相呈條帶狀分布，鐵素體相所占比例為49.52%，且晶界純凈無析出，滿足ASME標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

 3. 硬度試驗

 在不銹鋼無縫管上取界面硬度試樣，進(jìn)行全壁厚洛氏硬度試驗，標(biāo)準(zhǔn)要求不大于32HRC，硬度試驗結(jié)果如表。

 4. 腐蝕性能試驗

  按照ASTMA923C法進(jìn)行腐蝕率性能評價，腐蝕介質(zhì)為6%的FeCl3的溶液，試驗溫度40℃。試驗結(jié)果見表。

三、結(jié)論

  1. S32750（022Cr25Ni7Mo4N）超級雙相不銹鋼無縫管δ相有害相析出區(qū)間為800℃~1020℃，預(yù)熱采用750℃，2.75h，無有害相析出，溫度均勻。

  2. S32750超級雙相不銹鋼無縫管熱加工溫度1100~1120℃，擴延系數(shù)1.056、擠壓比19.9熱擠壓，表面質(zhì)量良好。

  3. S32750超級雙相不銹鋼無縫管擠壓后快速人水冷卻，組織良好。

  4. S32750超級雙相不銹鋼無縫管熱擠壓狀態(tài)性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，可以直接交貨。