熱軋溫度和變形量對(duì)含銅42crmo無(wú)縫鋼管表面熱裂紋的影響
銅可有效提高42crmo無(wú)縫鋼管材料耐腐蝕性能，被廣泛添加于船體鋼、耐候鋼、耐酸鋼等腐蝕條件下使用的系列產(chǎn)品中。但是，該類鋼板坯在1100～1200℃高溫加熱過(guò)程中，由于基體鐵易被選擇性氧化，氧化鐵皮下會(huì)富集一層液相銅，這種“富銅液相”沿奧氏體晶界向內(nèi)部滲透，在42crmo無(wú)縫鋼管的軋制過(guò)程中極易導(dǎo)致板坯表面和邊部的開(kāi)裂，是引起板坯表面質(zhì)量下降的主要原因。
因此，含銅42crmo無(wú)縫鋼管一般通過(guò)添加鎳等其他成分元素抑制“銅致表面熱裂紋”，42crmo無(wú)縫鋼管的內(nèi)部元素的加入可以改變含銅42crmo無(wú)縫鋼管氧化層中富Cu相的組成，進(jìn)而消除形成液態(tài)純Cu的機(jī)會(huì)。但是，合金中添加其他合金元素，不僅會(huì)造成產(chǎn)品成本的增加，而且會(huì)引起材料性能一定程度的改變。如何在不改變材料成分的前提下，通過(guò)軋制生產(chǎn)工藝的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，減輕含銅鋼表面熱裂紋形成的傾向，成為國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)提高42crmo無(wú)縫鋼管的質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的迫切需求。通過(guò)采用Gleeble熱模擬技術(shù)，研究了熱軋溫度和軋制變形量對(duì)含銅鋼因富銅元素氧化偏聚引起的表面熱裂紋形成傾向的影響，為實(shí)際熱軋生產(chǎn)提供解決途徑。
含銅42crmo無(wú)縫鋼管的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為：0.06C，0.43Mn，0.09P，0.006S，0.30Cu，0.50Cr。采用Gleeble熱模擬試驗(yàn)機(jī)通過(guò)應(yīng)變誘導(dǎo)裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)(SICO)研究不同軋制溫度和變形量條件下表面熱裂紋形成的傾向。Gleeble模擬試樣尺寸為：Φ10mm×86mm。SICO試驗(yàn)方法為：①試樣首先在加熱爐內(nèi)1140℃預(yù)氧化保溫150min后水淬冷卻。②為了更接近熱軋機(jī)實(shí)際軋制生產(chǎn)條件，根據(jù)國(guó)內(nèi)某鋼廠粗軋實(shí)際道次線速度200m/min，計(jì)算得出以5/s的壓縮速率進(jìn)行壓縮變形；③將預(yù)氧化處理后的試樣以10℃/s的速度分別加熱到1050、1110、1160和1210℃保溫2min后，以5℃/s的軋制速度和24%～60%的變形量進(jìn)行軋制模擬。
結(jié)果顯示，變形量對(duì)含銅42crmo無(wú)縫鋼管表面熱裂紋的形成存在臨界值，低于臨界值，裂紋形成不明顯，高于臨界值，裂紋顯著增多，并且裂紋數(shù)量的增加與變形量的繼續(xù)增大不呈線性關(guān)系。含銅鋼高溫氧化后，不同溫度下軋制均不能避免表面熱裂紋的形成，其中1110和1160℃軋制裂紋形成數(shù)量明顯高于1050和1210℃軋制，在42crmo無(wú)縫鋼管的實(shí)際軋制過(guò)程中應(yīng)避免在該溫度左右的范圍內(nèi)進(jìn)行大變形量的軋制。
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