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不锈钢管在发展过程中逐步形成了很多种类,其性能各异。由于主要成份与加工方法的不同,另外受到不同统计方法和标准、数据来源以及汇率的变动等因素,导致不同地区、不同品种不锈钢管价格千差万别,为了便于研究全球整体不锈钢市场价格的变化,很多 都使用了不锈钢管价格指数的概念。世界商品价格指数是反映国际市场价格水平的指标。目前世界比较且应用比较广泛的钢材和不锈钢管价格指数是CRU格指数。CRU英国商品研究所,其主要对全球金属、矿业、化学等行业进行研究,从而提供相应的国际市场分析。CRU国际不锈钢管价格指数是以1994年4月全球主要地区当时的不锈钢管加权平均价格为基准,确定指数为100,每周发布一次。该指数走势图客观的反映了国际不锈钢管价格走势,是研究国内外钢材形势不可或缺的依据。自其推出以后即被世界许多 广泛应用,我国特钢协会从2007年也开始推出自己的不锈钢管价格指数。
氮在316L不锈钢管的作用除了代替部分贵重金属镍外,主要是在不损害钢的塑性和韧性的前提下,显著提高钢的强度。氮对316L不锈钢管的强化优势如图所示。目前关于氮的强化作用主要包括间隙固溶强化,晶界强化,析出强化。 可以看出氮和碳在钢中主要以间隙原子形式存在,但在不同的晶格中占据不同的位置。在体心立方晶格中占据四面体间隙位置,在面心立方晶格中占据八面体间隙位置。由于316L不锈钢管的晶格结构为面心立方晶格,因此氮和碳在奥氏体中主要存在于八面体间隙位置。 与碳相比氮原子半径虽然较小,但氮在316L不锈钢管的晶格中可以产生更大的晶格膨胀,使位错运动的阻力增大,强度增加。有研究表明,在300系列不锈钢管中加入0.1%的氮元素,奥氏体基体畸变应力增加3.3倍,室温强度提高约60MP~100MP。另一方面,氮原子对位错也有强烈的钉扎作用。这是由于氮原子与位错的结合焓较高;再者氮原子与位错之间也存在静电的相互作用,因为位错的核心由于缺少自由电子,而带正电荷,氮原子附近由于自由电子较多,带负电荷。这使得氮原子与位错之间发生静电吸引作用,强化效应增加。氮还可以使原子间电子交换的方向性降低,使电子在晶体结构内的分布更均匀,更利于氮的弥散强化。此外,由于电子交换方向性降低,原子键合在位错滑移过程中并未减弱或受到破坏,所以氮合金化后的316L不锈钢管仍具有较高的断裂韧性。
316LN不锈钢管双道次变形条件下的高温流动应力曲线。温度梯度1100~1050℃时,道次2的流动应力曲线没有达到稳态,其稳态应变εs>0.60;温度梯度1200~1150℃时,道次2的流动应力曲线已经达到稳态,其稳态应变εs约为0.58。因此,后续道次发生动态再结晶的稳态应变值基本上不受初始道次的影响。在可锻温度的低温区900~1050℃时,316LN不锈钢管的变形抗力比较大,达到完全动态再结晶所需的稳态应变值和压机吨位也比较大,316LN不锈钢管很难达到完全动态再结晶,考虑裂纹缺陷的萌生、锻造设备条件和锻造可操作性(采用单一变形量),因此316LN不锈钢管锻造过程高温区完全动态再结晶是实现晶粒细化的主要技术手段。综上所述,在316LN不锈钢管的锻造过程中,通过动态再结晶可以细化晶粒。如果以1050℃发生完全动态再结晶为参考标准,则锻造过程中的真实应变应大于0.655。考虑到温度降低的因素,真实应变越大越好。核电主管道锻件锻造过程中,控制316LN不锈钢管产生完全动态再结晶的工艺条件,并提高锻件塑性变形的均匀性,是解决316LN不锈钢管晶粒细化和晶粒均匀性的关键。
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