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316LN不锈钢管的动态再结晶行为与晶粒细化 低层错能的金属材料在热塑性变形过程中，动态再结晶是其主要的软化机制。316LN不锈钢管为典型低层错能钢，在再结晶温度线以上可以发生动态再结晶。动态再结晶是以无畸变的晶核生成、长大形成再结晶晶粒代替含有高位错密度的形变晶粒的过程，在大量位错的同时可以达到细化晶粒的目的。图１ａ为１１００℃时，316LN不锈钢管原始试样显微组织；图１ｂ为１１００℃、应变速率为０．０１ｓ－１时，316LN不锈钢管发生完全动态再结晶的试样显微组织。 核电主管道锻造时应变速率可达０．０１ｓ－１量级。热力学模拟实验［６］得到了316LN不锈钢管发生完全动态再结晶的规律，即随着真实应变的增加，流动应力趋于稳态，其临界的真实应变值为稳态应变εｓ。根据实验结果，稳态应变εｓ和Ｚ参数之间存在以下关系：εｓ＝０．１５３Ｚ０．０４４。其中，Ｚ为Ｚｅｎｅｒ－Ｈｏｌｌｏｍｏｎ参数，即温度补偿应变速率因子。316LN不锈钢管发生动态再结晶后的晶粒尺寸ｄＤＲＸ与Ｚ参数之间的关系为ｄＤＲＸ＝６．１０８×１０６Ｚ－０．３９２。根据以上公式，可以计算获得316LN不锈钢管在应变速率为０．０１ｓ－１条件下，各个温度的稳态应变εｓ以及晶粒尺寸ｄＤＲＸ，如表１中所示。 ＡＳＴＭ４级的晶粒大小大约为８０μｍ，因此在锻造的过程中，如果能保证每个温度条件下，316LN不锈钢管的真实应变大于稳态应变，则锻造后的晶粒尺寸可以达到ＡＳＴＭ４级或更细。在锻造的过程中，锻件温度是逐渐降低的。本文通过热力学模拟实验［７］，研究了316LN不锈钢管多道次变形条件下的动态再结晶行为。图２中为316LN不锈钢管在不同变形温度梯度、应变速率为０．０１ｓ－１条件下的双道次变形试样显微组织。其中：Ｔ１，Ｔ２，ε１和ε２分别为第１、２道次的变形温度和应变量。用截线法计算得到其晶粒尺寸分别为（ａ）５０．５μｍ和（ｂ）２３．８μｍ，满足晶粒度要求。因此，在１０５０～１２００℃的高温区，在锻造条件允许的情况下，增大316LN不锈钢管锻造时的变形量，有利于保证动态再结晶的充分发生和晶粒细化。
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TP316H不锈钢管在20～300℃回火，硬度降低较缓或者不变化。TP316H不锈钢管在250℃以内圈火时，马氏体的基体含碳量仍达0. 25%左右，且有弥散析出的ε-碳化物，所以回火后钢的硬度仍在HRC 60左右。 当回火温度超过300℃，由于碳化物析出以及随后的聚集球化和α相的回复再结晶，硬度逐步下降，其变化规律与TP316L钢管相似。但由于TP316H不锈钢管中回火时析出的碳化物数量相对较多，所以在相同温度回火，硬度较高。 图7-23是TP316H不锈钢管的拉伸性能与回火温度的关系，在300℃以前回火，由于未能淬火的宏观应力，所以呈脆性破断，不能准确的测定性能数据。在300℃以上回火，其性能变化规律与低碳钢相似，即随回火温度升高强度降低，塑性和韧性增加。 对于316H不锈钢管及合金工具钢，为了反映它们在低温回火状态的强度和塑性，通常进行抗弯试验，图7-24为T12钢抗弯强度和挠度与回火温度的关系。可以看出，在225～250℃回火时，抗弯强度达极大值。在260℃以下温度回火时，由于内应力的减少，碳的脱溶，使原子间结合力增高，以及显微裂纹的焊合，因此脆断强度和塑性均随回火温度升高而增高。但回火温度超过250℃以后，则屈服强度降低，抗弯强度下降。 由于高碳片状马氏体高速形成，在撞击时能形成微裂纹，从而影响316H不锈钢管的塑性和韧性。在回火过程中，由于应力和在裂纹中析出碳化物，一部分微裂纹能自动焊合。图 7-25表示，淬火微裂纹在200℃回火时大部分已焊合，而在200～500℃回火时钢中微裂纹数目未见进一步减少，只有到600℃以上回火时，316H钢管中微裂纹才又有显著减少。但是即使经过高温回火或球化退火，仍有少数微裂纹残留存在。
304不锈钢管是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件。 304不锈钢管不锈钢是按照美国ASTM标准生产出来的不锈钢的一个牌号。304不锈钢管相当于我国的06Cr19Ni10 (0Cr18Ni9)不锈钢。304不锈钢管含铬19%，含镍9%。 304不锈钢管是得到广泛应用的不锈钢、耐热钢、实用钢、华业钢。用于食品生产设备、普通化工设备、核能等。 在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢， 为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。 304不锈钢管化学成份：规格 C Si Mn P S Cr Ni(镍) Mo SUS304不锈钢管 ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.05 ≤0.03 18.00-20.00 8.25~10.50 不锈钢钢管是一种中空的长条圆形钢材，主要广泛用于石油、化工、医疗、食品、轻工、机械仪表等工业输送管道以及机械结构部件等。另外，在折弯、抗扭强度相同时，重量较轻，所以也广泛用于制造机械零件和工程结构。 随着社会的进步，人类生活的需求也在不断提高。一些大型建筑业的兴起使许多人改善了生活环境。这些大型建筑行业使用许多不锈钢管通过使用这些钢管来提高产品质量。把它到一个新的水平。在建筑业中使用此类产品也非常频繁，并且在生产过程中有严格的要求。制作过程也很复杂。它可以在生产过程中保持自身的作用，并具有很强的稳定性和耐腐蚀性。它的生产要求非常高，304不锈钢管类型不同，起着不同的作用
不锈钢管厂家通过SEM检测发现，在靠近热影响区附近有大量的裂纹不均匀分布，靠近裂纹处较多，裂纹大多起源于表面，深入表面后便沿着管径向远离焊缝方向延伸，裂纹呈沿晶和穿晶共存的混晶态延伸。 所测管段样品的金相组织结构为铁素体和珠光体，内部和内壁的金相组织正常，在靠近外壁处有不完全脱碳现象，通过EDS的线扫描、面扫描和点扫描同样发现有脱碳现象，脱碳层深度大多在在lOOpm左右。 综上所述可以判断产生的裂纹为冷裂纹，冷裂纹是焊后冷至较低温度下产生的，产生冷裂纹的内在因素有氢、应力、组织：外在因素有空气的湿度、预热温度、焊接热输入、母材、焊接过程中的咬边、未焊透等其他工艺缺陷。由于缺少现场的数据和资料，无法对其产生冷裂纹的具体原因分析，推断可能由于焊接工艺不当等原因造成表而的局部脱碳， 导致裂纹的产生。 管外壁裂纹的具有尖锐缺口和长宽比大的形貌特征； 产生部位在靠近焊缝热影响区，裂纹大多起源于表面： 深入表面后便沿着管径向远离焊缝方向延伸，裂纹呈沿晶和穿晶共存的混晶态延伸特性； 不锈钢管厂家根据管外壁裂纹的形貌特征、产生部位和延伸特性可以判断，产生的裂纹为冷裂纹，建议解决以上问题可以采取合理选用焊接材料和严格控制焊接工艺等措施，例如合理选择预热温度、紧急后热、保证焊条、焊剂、工作区域的干燥等，因为焊接冷裂纹存在潜伏期，一般在焊后一段时间产生，所以，如果在裂纹产生前能及时加热处理，也能达到防止冷裂纹的目的。
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