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在316LN不锈钢管的锻造过程中,控制锻造变形的真实应变应大于0.655;可以通过316LN不锈钢管动态再结晶实现晶粒细化,达到产品的晶粒度要求。2)采用大圆角V砧和上下不等砧宽比拔长时,可以有效地增加或改善等效应变的分布。建议大圆角半径比值取0.8~1.2;当上砧砧宽比0.6时,V砧砧宽比应小于0.9,建议取0.8。3)大圆角V砧翻转拔长提高了坯料内部的等效应变,坯料整体的等效应变分布更为均匀,了坯料内部的“空洞”。316LN不锈钢管锻造过程中,采用改进砧形连砧翻转拔长,有利于解决其晶粒细化和晶粒均匀性的问题。 为了验证数值模拟实验得到结论的正确性,分别进行了普通砧形以及组合砧形拔长的物理模拟。通过数据处理后,试样的中心截面等效应变分布如图7中所示。比较可知,组合砧可以显著增大试件中心的等效应变分布。在压下率不变的情况下,采用改进的组合砧形,可以获得更好的应变分布状态,这和数值模拟得出了一致的结论。对于物理模拟实验,由于采用坐标网格法进行四节点网格的截取,进行了一定的近似,因此实验结果会有误差,但这不影响对变形分布规律的分析。
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不锈钢管热输入量的指标是焊接线能量,随着线能量的增加,HAZ的 硬度降低,能降低产生淬硬组织的倾向,对氢致开裂的越有利,但是线能量的增加造成焊接熔深的增大,可能会发生烧穿。因此,需要平衡焊接热输入量,不锈钢管在不发生烧穿的条件下,提高焊接热输入量。 对于不锈钢管的热输入量,国外Young-pyo Kim等人[38]对不同壁厚的X65管道进行焊条电弧焊和钨极氩弧焊试验,研究表明焊条电弧焊对8mm厚管道的热输入量范围是11.0kJ/cm~21.8kJ/cm,对10mm厚不锈钢管的热输入量范围为18.0kJ/cm~29.5kJ/cm;钨电极氩弧焊对8mm厚管道的热输入量范围是22.2kJ/cm~41.7kJ/cm,对10mm厚不锈钢管的热输入量范围是19.5kJ/cm~47.6kJ/cm。国内张德勤[39]对厚10mm的X65管线钢进行自动埋弧对接焊,研究热输入对其金属组织及性能的影响,发现当热输入量达到2022J/mm,管线钢低温冲击吸收功 。 对于热输入量的计算公式,国外方面,Carl E. Jaske研究后得到热输入量计算式60/1000HVIS(式中:H—热输入,kJ/mm;V—电压,V;I—电流,A;S—焊接速度,mm/min)。国内方面,曹崇珍等人[41]总结为/iHKVAS=(式中:iH—热输入量,J/mm;K—系数,对焊时K=0.85,角焊时K=0.57;V—焊接电压,取平均值,V;A—焊接电流,取平均值,A;S—焊接速度,取平均值,mm/s)。可见国内外对于热输入量的计算公式存在差异。
316L不锈钢管及焊材的化学成分要求 遵循“等成分”原则选择焊接材料,同时为增强接头抗热裂纹和晶间腐蚀能力,使接头中出现少量铁素体,钨极笼弧焊选用焊丝H00Cr19Yi12Mo2, CHS022进行电弧焊。 偏高的碳含量会导致316L钢的焊接性能下降,而且在焊接过程中容易在晶界生成碳铬化合物,降低耐腐蚀性能:硅能溶于铁素体,其有强化和抗氧化作用,但含量偏高,会严重影响316L不锈钢管的焊接性:锰能里换FeS为MnS,有脱硫作用,同时也能改善硫化物的分布形态,使薄膜状FeS改变成球体分布,从而提高焊缝的抗裂性,但锰含量过高时,会降低耐蚀性:316L不锈钢管的晶界特性对硫、磷等徽址杂质敏感,使316L不锈钢管产生焊接热裂纹,因此应严格控制硫、磷的含量:铬能显著提高钢的脆性转变温度,冲击值随铬含量增加而下降,由于不平衡地加热和冷却,晶界可能产生偏析产物,从而增加焊接热裂纹倾向:钼在较高回火温度下,可弥散分布并形成特殊的碳化物,可以改善在高温高压下抗氢侵蚀的作用和二次硬化作用,但钼含量多会影响不锈钢的韧性。所有这些元素对钢的作用不是简单的叠加,也不是相互抵消,它们相互之间会发生新的物理化学作用。 所以,不锈钢管道及管道组成件与焊接材料的化学成分必须严格控制,焊前认真审查管道材料和焊接材料的合格证,逐个进行光谱分析,仔细核对其各种化学成分含量,以确保焊接后焊缝金属奥氏体形成元素(Ni, Mn, C. N等)和铁素体形成元素(Cr.Mo, Si等)的平衡.获得良好的焊接接头性能。 316L不锈钢管及焊材的管理 不锈钢管、管件应逐个进行外观检查,不得有裂纹、杂渣、重皮等缺陷,锈蚀、凹陷及其他机械损伤的深度不应超过产品相应标准允许的壁厚负偏差。应逐个侧量外径、壁厚,应符合相应标准。 不锈钢管、管件应逐个进行的渗透(PT)检测,检测方法和缺陷评定需符合GB4730-2005的规定.I级合格。经检测发现的表面缺陷允许修磨,修磨后的实际壁厚不应小于公称壁厚的90%。
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