不銹鋼管是由熔化金屬凝固而成的鋼坯制成的,在此過程中會產生固有缺陷,這些缺陷的大部分在切除頭尾時會被去除,但仍有一定數量的缺陷殘留在不銹鋼坯之中,隨鋼坯一起進入下道工序中。
表1-1介紹了不銹鋼管(guan)中常見固有缺陷的位置及成因。

1. 縮孔(kong)
液(ye)態金屬從澆注(zhu)溫度凝(ning)固冷(leng)卻到室溫的過程(cheng)中,體積會收縮。由于金屬的液(ye)態收縮和(he)凝(ning)固收縮之和(he)遠遠小于固態收縮,在(zai)鑄件最后凝(ning)固的區域會出(chu)現空洞集中。此時(shi),如熔化金屬不足(zu)以補充填滿(man)錠坯頭(tou)部,結(jie)果(guo)便形(xing)成空腔,通常此空腔形(xing)狀呈倒錐或圓柱形(xing)。假如收縮空腔在(zai)鋼坯出(chu)廠前未能全部切除,則(ze)其將在(zai)成品(pin)鋼管中被(bei)延伸成空隙(xi),此空隙(xi)稱為(wei)縮孔。
2. 鑄造熱裂紋
鑄(zhu)(zhu)件在凝(ning)固后期,固相已基本形成骨(gu)架(jia),并開始線收縮(suo)。如果在此(ci)過(guo)程中受(shou)到幾何制約,使線收縮(suo)受(shou)阻,鑄(zhu)(zhu)件內(nei)將產生熱(re)裂(lie)(lie)紋,并通常出現(xian)在鑄(zhu)(zhu)件最后凝(ning)固的地方。根據(ju)熱(re)裂(lie)(lie)紋形成的位置,熱(re)裂(lie)(lie)紋可分為外熱(re)裂(lie)(lie)紋和內(nei)熱(re)裂(lie)(lie)紋。
外(wai)熱裂紋特征(zheng):裂口(kou)從鑄(zhu)件(jian)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)開始(shi),逐漸延伸(shen)到內部(bu),呈表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)寬(kuan)內部(bu)窄,裂紋被氧化(hua)而變色(se)。鑄(zhu)件(jian)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)有單條(tiao)或多條(tiao)裂紋,裂紋長度短、不規(gui)則(ze)、有分叉(cha)。
內(nei)(nei)(nei)熱裂紋(wen)特(te)征:內(nei)(nei)(nei)熱裂紋(wen)主要產生(sheng)于厚實鑄件最后凝固的中心部位,或由于補縮(suo)不良,產生(sheng)于縮(suo)孔尾部延伸入(ru)鑄件中。內(nei)(nei)(nei)熱裂紋(wen)走向(xiang)無規律性,鋼坯內(nei)(nei)(nei)熱裂紋(wen)的周(zhou)圍可能硫磷(lin)偏析嚴(yan)重。
3. 氣孔
氣(qi)(qi)孔,也稱氣(qi)(qi)眼,是鋼坯生(sheng)產(chan)中的(de)主要缺陷之一,產(chan)生(sheng)于鑄(zhu)件內(nei)部、表面或(huo)近表面,呈大小(xiao)不(bu)等(deng)的(de)圓(yuan)形、長(chang)形及不(bu)規則(ze)形,有單個(ge)的(de),也有聚集成片的(de),孔壁(bi)光(guang)滑(hua),顏色為(wei)白色。根(gen)據形狀及形成原(yuan)因一般分為(wei)氣(qi)(qi)孔、氣(qi)(qi)泡、針孔、氣(qi)(qi)疏松和(he)氣(qi)(qi)縮孔。
4. 夾雜物(wu)
在(zai)(zai)煉(lian)鋼(gang)過程中(zhong),少量爐渣、耐火材料及(ji)冶煉(lian)反應產(chan)物(wu)可能進入鋼(gang)液,形成(cheng)非(fei)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)夾雜(za)物(wu)。不同形態的夾雜(za)物(wu)混雜(za)在(zai)(zai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)內(nei)部,破壞(huai)了金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的連續(xu)性(xing)(xing)和(he)完整性(xing)(xing)。夾雜(za)物(wu)會降低鋼(gang)管的力(li)學性(xing)(xing)能、特別是塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)和(he)疲勞極限。其他促使產(chan)生非(fei)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)夾雜(za)物(wu)的原(yuan)因(yin)是:不良的澆(jiao)注方法和(he)不適當的澆(jiao)注體系會使金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)液在(zai)(zai)錠模(mo)中(zhong)產(chan)生湍流。
非(fei)金屬(shu)夾雜物的(de)(de)形狀(zhuang)以(yi)及它與周圍材料不連續和不相(xiang)容的(de)(de)特(te)(te)點,使(shi)它所處部位(wei)的(de)(de)應力(li)(li)升(sheng)高。這些(xie)夾雜物的(de)(de)存在,使(shi)鋼管承受高沖擊、靜態或(huo)疲勞應力(li)(li)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)降低。夾雜物對上述性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)影響,取決(jue)于自身的(de)(de)尺寸、形狀(zhuang)、抗變(bian)形性(xing),與施加有(you)關應力(li)(li)的(de)(de)方向和材料的(de)(de)抗拉(la)強度有(you)關。許多夾雜物也可使(shi)其所在金相(xiang)組織(zhi),比之(zhi)基體材料和其他部段更(geng)加復雜。每種金屬(shu)都具有(you)自己特(te)(te)有(you)的(de)(de)夾雜物。
典型情況下,不(bu)銹鋼管中(zhong)的(de)夾(jia)雜物因(yin)塑性變(bian)形而(er)變(bian)成(cheng)拉長的(de)形狀,即在(zai)縱剖面上(shang)呈帶狀或(huo)條狀,而(er)在(zai)橫截面上(shang)則呈較圓(yuan)的(de)或(huo)扁平的(de)形狀。

