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06Cr25Ni20(310S)高溫耐熱不銹鋼荒管開裂原因分析
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時(shí)間：2015-12-01
06Cr25Ni20不銹鋼具有較高的鉻、鎳含量，其耐腐蝕性優(yōu)于18-8不銹鋼。在共沸濃度68.4%以上的硝酸中，常規(guī)的18-8不銹鋼不具備滿意的耐蝕性，而06Cr25Ni20不銹鋼則可以應(yīng)用于65～85%濃度的硝酸中。在硝酸生產(chǎn)廠的尾氣預(yù)熱器、加熱器、冷凝管以及氧化鈾生產(chǎn)中的硝酸設(shè)備上都廣泛采用了06Cr25Ni20不銹鋼。
?06Cr25Ni20不銹鋼具有較高的鉻、鎳含量，其耐腐蝕性優(yōu)于18-8不銹鋼。在共沸濃度68.4%以上的硝酸中，常規(guī)的18-8不銹鋼不具備滿意的耐蝕性，而06Cr25Ni20不銹鋼則可以應(yīng)用于65～85%濃度的硝酸中。在硝酸生產(chǎn)廠的尾氣預(yù)熱器、加熱器、冷凝管以及氧化鈾生產(chǎn)中的硝酸設(shè)備上都廣泛采用了06Cr25Ni20不銹鋼。
同時(shí)，該鋼具有良好的熱強(qiáng)性、抗氧化性和抗硫化性能。最高使用溫度為1200℃，連續(xù)使用溫度為1150℃，其耐熱性能要遠(yuǎn)優(yōu)于304、316、321型不銹鋼。與鎳鉻超級(jí)合金、鈷鉻超級(jí)合金相比具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)。但在生產(chǎn)過程中也存在較多的控制難點(diǎn)。一是導(dǎo)熱性較差，導(dǎo)熱系數(shù)僅為304的58%，Cr17的47%，連鑄坯熱裂紋傾向大；二是枝晶偏析嚴(yán)重，熱軋加熱最高溫度受到一定的限制。高溫變形抗力大，熱塑性低，軋制過程中容易產(chǎn)生開裂；三是鉻碳化物、σ相析出傾向大。
某公司研發(fā)人員采用電爐-LF精煉爐-連鑄-熱軋生產(chǎn)的直徑為Φ90mm的06Cr25Ni20不銹鋼棒在熱穿管過程中產(chǎn)生了內(nèi)壁開裂，因此取內(nèi)壁開裂的荒管進(jìn)行分析，找出導(dǎo)致其開裂的主要原因并制定相應(yīng)的改進(jìn)措施。
觀察荒管頭部開裂的形貌，從頭部往管身延伸一定長(zhǎng)度截開荒管，觀察內(nèi)壁開裂情況。在荒管上取試樣，磨平后在SPECTROLAB?M10型光電直讀光譜儀上檢測(cè)其化學(xué)成分。在裂紋處截取金相試樣進(jìn)行檢測(cè)，主要進(jìn)行夾雜物的評(píng)級(jí)，裂紋微觀形貌觀察以及組織變形情況的分析。取裂紋處有異物的試樣在掃描電鏡下用能譜做異物質(zhì)的化學(xué)成分分析。試樣制備、研磨、浸蝕、顯微組織檢驗(yàn)、顯微照相均參照GB/T13298-1991《金屬顯微組織檢驗(yàn)方法》進(jìn)行。
研究發(fā)現(xiàn)，鋼中鐵素體含量高、穿管熱變形溫度低以及鉬頂頭的疲勞使用對(duì)06Cr25Ni20不銹鋼穿管開裂都有影響。必須采取下列措施加以改進(jìn)：
（1）對(duì)現(xiàn)有的管坯料，穿管前要盡量提高加熱溫度，延長(zhǎng)保溫時(shí)間，加快穿管速度，生產(chǎn)前要檢查鉬頂頭的使用狀態(tài)；
（2）適當(dāng)優(yōu)化化學(xué)成分的配比，在不提高Ni含量的前提下，Cr元素按照標(biāo)準(zhǔn)的下限控制，Mo元素的殘留量不能太高；
（3）由于06Cr25Ni20不銹鋼合金元素含量高，枝晶偏析嚴(yán)重，柱狀晶粗大，低熔點(diǎn)物質(zhì)和雜質(zhì)元素容易集中于晶間和鑄坯心部，在不完全排除夾雜物或夾渣影響的前提下要在冶煉、連鑄時(shí)通過提高鋼水潔凈度，降低澆注溫度，控制過熱度，采用電磁攪拌技術(shù)，減小枝晶偏析，提高中心等軸晶比例，降低雜質(zhì)元素偏析引起的脆化傾向，提高鑄坯質(zhì)量，為后續(xù)熱加工提供優(yōu)質(zhì)坯料。
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