上海雄鋼特種合金有限公司

1引言

在批量生產的GH3536（規(guī)格為φ34mmx2.5mm)合金冷軋管外表面發(fā)現(xiàn)比較嚴重的網狀裂紋，取樣解剖后發(fā)現(xiàn)內表面也有縱向微裂紋;對外表面合格的部分成品冷軋管進行探傷檢查，對探傷不合格的冷軋管解剖后發(fā)現(xiàn)內表面也有不同程度的縱向微裂紋。此項攻關研究擬在查找裂紋產生的原因，制訂合理可行的GH3536合金軋管生產工藝。

2試驗材料

試驗用合金采用非真空感應＋電渣重熔工藝冶煉，鍛軋成φ95mm的棒材:(1）經過多道次軋制，最終冷軋成φ34rmmx2.5mm管，軋管經2號混底爐處理后取樣;（2）經過多道次軋制，最終冷軋成φ18mmx1.5mm管，軋態(tài)取樣。

3試驗方案

試驗方案為:

(1）分析合金的化學成分、檢測力學性能并與相應的技術條件做比較;

(2）對經2號棍底爐處理后的φ34mm×2.5mm軋管解剖，觀察裂紋的擴展方向和析出相的分布情況;

(3）對φ18mmx1.5mm軋管試樣進行1130℃、1150℃、1170℃、1190℃x30min的熱處理，觀察晶粒度的變化及碳化物的分布情況，并與經過2號輯底爐處理的軋管進行比較。

試驗結果

4.1φ95mm軋棒的質量檢查

合金的化學成分如表1所示，機械性能如表2所示。從表1可以看出，合金的化學成分和力學性能都滿足技術標準要求。

4.2φ34mmx2.5mm軋管質量檢查

經過2號輻底爐處理的軋管晶粒度不均勻（圖1a)，且不同軋管的晶粒度差別較大。經測量裂紋深度為0.1mm(圖1b)，屬表面裂紋。

4.3φ18mm×1.5mm軋管經不同溫度熱處理后質量檢查

在實驗室經過1130、1150、1170、1190℃×30min熱處理后的組織如圖2所示?？梢姡辖鹪?130℃發(fā)生回復;1150℃開始再結晶;1170℃再結晶完成，晶粒度5.5級;1190℃再結晶完成，晶粒長大到3.5級。熱處理溫度與晶粒度的關系符合一般高溫合金冷加工材的晶粒長大規(guī)律。

5分析和討論

5.1φ95mm軋棒的質量評估

由表1可以看出，合金的主元索成分都符合相應技術標準要求。tw(Mg)的含量為0.002%，根據以往的研究資料,W(Mg)含量在0.0008%~0.007%之間不會對合金的冷加工塑性產生影響。由表2看出，φ95mm軋棒的機械性能都滿足技術條件的要求且富余量較大。因此，φ95mm軋棒的質量穩(wěn)定可靠。

5.2裂紋產生的原因分析

實驗表明，經過2號輾底爐儀表溫度為1150~1160℃處理的φ34mmx2.5mm的冷軋管的品粒度不均，有粗晶組織，且不同軋管的品粒度差別牧大。出其出見，爐膛實際溫度控制不準確，儀表溫度和實際溫度相差較大，造成軋管的晶粒粗大，使合金的塑性下降。后經校正證實:2號棍底爐的實際溫度比儀表溫度高60~70℃，所以由于合金在熱處理過程中溫度偏高，造成晶粒粗大，這是導致出現(xiàn)表面裂紋的原因之一。

另外，在冷加工過程中的冷軋變形是一個減徑、壓下和定徑過程，是一個不均勻的變形過程。管材在軋制時，其表層和心部的變形是不一致的，而表層的壓下程度和變形速度均大于心部，導致表層的變形程度要大于心部，所以表面出現(xiàn)裂紋。另外，由于在整個冷加工過程中，每道次的平均變形量均不超過50%,因此并沒有出現(xiàn)完全開裂或較深的裂紋。同時在實際生產中也發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象:即表面產生裂紋后，對其進行整體磨拋處理干凈，再次進行軋制時，會重新出現(xiàn)表面裂紋，此結果有待于進一步的試驗，以改進軋制工藝。

6結論

(1)GH3536合金軋棒（管坯)的質量穩(wěn)定可靠。

(2)裂紋是2號輯底爐的實際溫度偏高，造成軋管的晶粒粗大，使合金的塑性下降。同時合金在軋制過程中表層變形過大，從而導致出現(xiàn)表面裂紋。

(3)GH3536合金的冷軋管的熱處理溫度應控制在1150~1170℃之間。