這里所指的不銹鋼管材加工成型,包括管材彎曲、旋壓、擴徑、減徑和拉拔等,并且不銹鋼管的材質僅僅限于標準的300和400系列不銹鋼。
1. 成型管材(cai)的選擇
成(cheng)型之前,首先要考(kao)慮的(de)因素(su)之一是(shi)對何種形式不銹鋼管(guan)材進行成(cheng)型。也就是(shi)說(shuo),是(shi)對無縫(feng)鋼管(guan),還是(shi)焊接鋼管(guan)成(cheng)型;是(shi)對拉拔鋼管(guan),還是(shi)熱(re)處理的(de)鋼管(guan)成(cheng)型。
一般來說,幾乎每一種標準牌號的不銹鋼都可用一種或幾種常見的加工方法制作不銹鋼管。這些加工方法有棒材穿孔、管坯擠壓和冷軋帶鋼焊接等加工方法。然而,各種生產方法的原材料利用率是各不相同的,而且這些方法或許可以互用,或許根本不能互用。然而,經過對每一種不銹鋼的分析,可以肯定地說,至少已經有三種以上的方法可以用來加工成型鋼管。至于每一種方法是如何成功地加工出不銹鋼管,則是一個不同的工藝問題。
因(yin)此,可(ke)以肯(ken)定,采用(yong)一種加(jia)(jia)工(gong)(gong)方式,使(shi)用(yong)一種成型(xing)設(she)備是不可(ke)能加(jia)(jia)工(gong)(gong)生(sheng)(sheng)產(chan)出所有材質(zhi)、類型(xing)或尺寸(cun)的不銹(xiu)鋼管(guan)(guan),也不可(ke)能同時加(jia)(jia)工(gong)(gong)生(sheng)(sheng)產(chan)各種性能的無縫或焊接鋼管(guan)(guan)。所以,生(sheng)(sheng)產(chan)費用(yong)的估算不應該基于可(ke)能生(sheng)(sheng)產(chan)的不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)產(chan)品(pin)類型(xing)上,還(huan)必須(xu)考慮某種鋼管(guan)(guan)生(sheng)(sheng)產(chan)設(she)備的生(sheng)(sheng)產(chan)能力和經濟效(xiao)益。
易切(qie)削牌號的(de)(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)可(ke)(ke)以加(jia)工(gong)(gong)(gong)成無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),它(ta)在(zai)尺寸(cun)方(fang)(fang)面采(cai)用(yong)(yong)擠壓的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)比穿(chuan)孔方(fang)(fang)法(fa)更(geng)容(rong)易達到。另一方(fang)(fang)面,這些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種由于含(han)有(you)(you)非(fei)金屬夾雜物(wu),是絕對(dui)不適宜采(cai)用(yong)(yong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)(fang)式加(jia)工(gong)(gong)(gong)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)。具(ju)有(you)(you)強的(de)(de)(de)空淬性,并(bing)有(you)(you)較高碳含(han)量的(de)(de)(de)馬氏(shi)體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang) 20Cr13(420)和(he)108Cr17(400C)型,可(ke)(ke)用(yong)(yong)來(lai)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),但不能生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)焊(han)接(jie)(jie)(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),根據生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)能力,10Cr17(430)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)既有(you)(you)可(ke)(ke)能加(jia)工(gong)(gong)(gong)成無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),也可(ke)(ke)能加(jia)工(gong)(gong)(gong)為(wei)焊(han)接(jie)(jie)(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),或者兩者都不可(ke)(ke)能。有(you)(you)些(xie)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)不愿意(yi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)400鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)。所(suo)以,440鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)可(ke)(ke)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),但不能加(jia)工(gong)(gong)(gong)成焊(han)接(jie)(jie)(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan),這是因為(wei)10Cr17(430)和(he)16Cr25N(446)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)區域(yu),有(you)(you)較大晶(jing)粒和(he)脆化的(de)(de)(de)趨(qu)勢。一般來(lai)說(shuo),普通(tong)的(de)(de)(de)18-8期及(ji)其(qi)穩定化處理(li)后的(de)(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)都可(ke)(ke)以用(yong)(yong)來(lai)加(jia)工(gong)(gong)(gong)制(zhi)作無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)或焊(han)接(jie)(jie)(jie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)。像(xiang)沉(chen)淀(dian)硬化鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)這樣的(de)(de)(de)許多非(fei)標準鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種,由于不是單相合金,因此它(ta)們往往不可(ke)(ke)能進行(xing)穿(chuan)孔,就是擠壓成型也有(you)(you)一些(xie)困難(nan),但可(ke)(ke)用(yong)(yong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)(fang)法(fa)順利(li)地加(jia)工(gong)(gong)(gong)制(zhi)作不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)。當(dang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)外(wai)徑很大或者管(guan)(guan)壁較厚時,是不能用(yong)(yong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)(fang)法(fa)來(lai)加(jia)工(gong)(gong)(gong)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)(de)。
2. 不銹鋼鋼管的(de)回火效應
由于冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)引起(qi)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)硬化(hua),就(jiu)(jiu)意味著在(zai)隨后(hou)(hou)成型(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)要(yao)進行(xing)回(hui)(hui)火(huo)處理。所(suo)以(yi)回(hui)(hui)火(huo)對成型(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)方法(fa)和(he)費用有(you)(you)著直(zhi)接的(de)(de)(de)影響。人們(men)都(dou)(dou)知道,當金(jin)屬(shu)接近或(huo)低(di)于室溫變形時(shi),就(jiu)(jiu)會(hui)產生(sheng)(sheng)(sheng)硬化(hua),使金(jin)屬(shu)材(cai)料的(de)(de)(de)強度和(he)硬度增高。實(shi)際上,并不(bu)是所(suo)有(you)(you)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管都(dou)(dou)能(neng)進行(xing)所(suo)希望的(de)(de)(de)成型(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)。如鐵素體(ti)400系(xi)列(lie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管,在(zai)冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)時(shi),只(zhi)能(neng)有(you)(you)較(jiao)小的(de)(de)(de)變形量(liang),否則就(jiu)(jiu)會(hui)發生(sheng)(sheng)(sheng)突然(ran)破壞(huai)或(huo)開裂。像(xiang)10Cr17(430)和(he)16Cr25N(446)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)自身(shen)就(jiu)(jiu)有(you)(you)缺口敏感性,因此它們(men)的(de)(de)(de)供(gong)貨(huo)狀(zhuang)態(tai)應為退火(huo)狀(zhuang)態(tai)。當必須(xu)(xu)對它們(men)進行(xing)成型(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)時(shi),必須(xu)(xu)進行(xing)回(hui)(hui)火(huo)處理。硬化(hua)馬氏體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)也是以(yi)退火(huo)狀(zhuang)態(tai)供(gong)貨(huo),否則這些鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)就(jiu)(jiu)是以(yi)常(chang)化(hua)加(jia)(jia)固化(hua),或(huo)者以(yi)淬火(huo)加(jia)(jia)固化(hua)狀(zhuang)態(tai)交貨(huo)。然(ran)而(er)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管,它們(men)能(neng)在(zai)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)硬度范(fan)圍供(gong)貨(huo)。表5-2列(lie)出了與奧氏體(ti)300系(xi)列(lie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)各種(zhong)回(hui)(hui)火(huo)有(you)(you)關的(de)(de)(de)機(ji)械(xie)性能(neng),并不(bu)是所(suo)有(you)(you)尺寸和(he)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管在(zai)回(hui)(hui)火(huo)后(hou)(hou)都(dou)(dou)可以(yi)成型(xing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)。然(ran)而(er),含合(he)金(jin)量(liang)較(jiao)少的(de)(de)(de)12Cr17Mn6Ni5N(201)、12Cr1Mn9Ni5(202)、12Cr17Ni7(301)、12Cr19Ni9(302)和(he)06Cr19Nil0(304)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)非常(chang)適(shi)合(he)于冷拔(ba);對于合(he)金(jin)含量(liang)較(jiao)高、冷加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)硬化(hua)速率低(di)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong),并沒有(you)(you)廣泛地(di)用于生(sheng)(sheng)(sheng)產大(da)于1/2冷作硬化(hua)狀(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)回(hui)(hui)火(huo)產品。10Cr18Ni12(305)、06Cr17Ni12Mo2(316)、06Cr19Ni13Mo3(317)和(he)20Cr25Ni20(310)鋼(gang)(gang)(gang)屬(shu)于后(hou)(hou)一類。隨著鎳(nie)含量(liang)的(de)(de)(de)增加(jia)(jia),加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)硬化(hua)的(de)(de)(de)趨勢就(jiu)(jiu)會(hui)減輕(qing)。
冷(leng)拔(ba)奧氏體(ti)不銹鋼管的性(xing)能,見表(biao)5-2。
應該提(ti)及的(de)是,一些(xie)非標準(zhun)鉻-錳奧氏(shi)體不銹鋼(gang),明顯地擴大了冷拔鋼(gang)管的(de)加(jia)工范圍。
圖5-45表示出,由大尺寸鋼管經冷拔(ba)加工成小(xiao)直徑(jing)鋼管的“回火(huo)-尺寸”的關系圖。小(xiao)尺寸鋼管在加工生(sheng)產時(shi),這個規律可能(neng)有點變化。當生(sheng)產大于退火(huo)硬度(du)的小(xiao)尺寸鋼管時(shi),特別是希(xi)望有1/2冷硬性能(neng)時(shi),就應該考慮用專(zhuan)門生(sheng)產小(xiao)尺寸不銹鋼管的設備。
由于原材料的(de)(de)利用率(lv),即成(cheng)材率(lv)是一個必要的(de)(de)條件,所以(yi)希望(wang)上述(shu)的(de)(de)基本知識(shi)有(you)助于提高管(guan)子(zi)的(de)(de)成(cheng)材率(lv)。
在冷拔不銹鋼管(guan)加工時,必須考慮加工尺寸對鋼管生產的限制。由于加工的限制,潤滑劑性能和上述分析的內在因素,只有某些尺寸的不銹鋼管在各種回火狀態下是可以進行冷拔加工的。