亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        不銹鋼無縫鋼管穿孔專用頂頭的設計開發(fā)

        2022-05-14 03:12:58廖德勇王善寶袁琴陳志剛趙波解德剛
        鞍鋼技術 2022年2期
        關鍵詞:不銹鋼

        廖德勇,王善寶,袁琴,陳志剛,趙波,解德剛

        (1.鞍鋼集團鋼鐵研究院,遼寧 鞍山 114009;2.鞍鋼股份有限公司大型總廠,遼寧 鞍山 114021)

        三輥連軋管機組因其具有優(yōu)質、高產(chǎn)、高效、低消耗等特點,近年來在國內得到廣泛應用[1]。隨著競爭日趨激烈,連軋機組相應產(chǎn)品的品種結構也發(fā)生了巨大變化,逐漸趨向于高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn),不銹鋼無縫鋼管作為衡量熱軋鋼管軋制技術水準和品種檔次的重要品種之一,近年來逐漸開始在連軋機組上生產(chǎn),并形成了穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝。由于不銹鋼自身特點,為避免工模具的冷卻水對其造成急速降溫,軋制過程中需要將冷卻水調小甚至關閉,這就導致工模具的加速磨損變形,甚至失效。在不銹鋼無縫鋼管生產(chǎn)過程中的穿孔頂頭作為關鍵變形工具之一,一旦失效不僅會導致產(chǎn)品產(chǎn)生缺陷而報廢,造成極大的材料浪費,而且更換頻繁會嚴重影響生產(chǎn)效率,因此需要開發(fā)一種適用于不銹鋼無縫鋼管生產(chǎn)的穿孔專用頂頭。

        1 常規(guī)頂頭存在的問題

        常規(guī)頂頭壽命在生產(chǎn)普碳鋼或低合金鋼時良好,相同頂頭在生產(chǎn)不銹鋼無縫鋼管時壽命銳減,以常用20CrNi4A材質為例,在生產(chǎn)低合金鋼時壽命平均為310支/個,而生產(chǎn)不銹鋼時壽命僅為2支/個,頂頭壽命相差懸殊,嚴重影響了生產(chǎn)節(jié)奏和產(chǎn)品質量。不銹鋼產(chǎn)品由于含Cr、Mo、Ni等合金較多,為避免加熱時管坯出現(xiàn)過熱或者過燒現(xiàn)象一般加熱溫度都比碳鋼低,尤其是對含碳量較低的不銹鋼或者高合金鋼,為避免δ鐵素體的出現(xiàn),管坯的加熱溫度會更低一點。合金元素含量增加,必然會造成穿孔時變形抗力增大,使頂頭的工作狀況更加惡劣,大大降低頂頭的使用壽命。頂頭失效的主要方式有塌鼻、開裂、粘鋼等,其中以塌鼻失效形式為主,穿孔頂頭圖片如圖1所示。

        圖1 穿孔頂頭圖片F(xiàn)ig.1 Pictures of Plug Head for Hole-piercing

        對塌鼻失效頂頭(20CrNi4A)鼻部進行縱向切片,兩面磨床磨光后進行硬度檢測發(fā)現(xiàn),頂頭硬度變化存在較為明顯的差異。頂頭鼻部硬度取樣和硬度檢測見圖2。經(jīng)檢測,據(jù)表面1、3、6 mm處的硬度分別為 48、38、23 HRC。

        圖2 頂頭鼻部硬度取樣Fig.2 Sample Taken from Nose of Plug Head for Hardness Testing

        頂頭從上線軋制到失效前鼻部有明顯因急劇升溫(高溫)而出現(xiàn)亮紅色。從硬度檢測結果看,頂頭鼻部表面硬度高達48 HRC,達到了淬火態(tài)硬度,硬度越往基體延伸數(shù)值越低,證明其高溫態(tài)僅存在于頂頭鼻部表面,基體部分并未達到淬火溫度。

        對頂頭穿孔錐仍有陶瓷狀氧化覆層覆蓋的部位進行硬度檢測,發(fā)現(xiàn)硬度出現(xiàn)了明顯的下降,頂頭穿孔錐硬度取樣見圖3。經(jīng)檢測,據(jù)表面1、3、6 mm處的硬度分別為24、25、23 HRC。

        圖3 頂頭穿孔錐硬度取樣Fig.3 Sample Taken from Nose of Plug Head for Pyramid Hardness Testing

        從檢測結果看,帶有氧化覆層部分的頂頭硬度要明顯低于不帶覆層部分的頂頭鼻部硬度,且硬度內外層較為一致,說明此處受到覆層保護而未達到淬火溫度。

        2 不銹鋼無縫鋼管專用頂頭的設計開發(fā)

        為在穿制不銹鋼無縫鋼管中提高頂頭自身強度,延長使用壽命并最大程度降低頂頭成本,需要在頂頭成分設計、形狀結構等方面進行改進。

        2.1 優(yōu)化成分設計

        鉬合金頂頭在穿制高鎳鉻不銹鋼鋼管方面應用廣泛。由于鉬具有高溫強度和易加工的特點,使鉬合金頂頭與普通頂頭相比具有更大的優(yōu)勢[2]。近年來隨著工藝的進步,逐步發(fā)展出多種復合結構鉬頂頭,一種是焊接式復合,即基體為H13或3Cr2W8V,頭部為全鉬合金,基體與頭部焊接成型;還有一種為機械鑲嵌式復合,即鼻部鉆孔加入純鉬圓棒,提升鼻部強度。機械鑲嵌式復合結構避免了鉬合金頂頭使用時需要預熱與絕水等復雜工藝要求,適用范圍更廣,但由于鉬合金自身價格昂貴,因此生產(chǎn)成本較高,復合型頂頭因復合穩(wěn)定性不強也制約了其應用的推廣。

        國外在不同合金和其氧化物隔熱特性差異的基礎上,提出采用隔熱涂層提高頂頭使用壽命。即獲得一種或多種牢固穩(wěn)定的金屬氧化物附著于頂頭表面,通過涂層的隔熱及軋制再生使頂頭基體表面溫度遠遠小于軋坯,從而使頂頭保持較高的強度。本文以此思路進行試驗,采用三種頂頭成分設計,分別為普通穿孔頂頭(20CrNi4VA)、高鎢鈷頂頭(試驗A頂頭)和高鎢頂頭(試驗B頂頭),基體材質采用熱化學方法得到的氧化物覆層,覆層分為內外兩層,靠近基體為內層,組織致密,包含亮白狀物質,以FeO為主,遠離基體部分為外層,組織疏松,以Fe2O3和Fe3O4為主,兩層組織間界限分明。三種頂頭成分設計如表1所示。

        表1 三種頂頭成分設計Table 1 Three Kinds of Designs on Compositions in Plug Head %

        2.2 形狀結構改進

        由于軋機不同,頂頭外觀尺寸各異。碳鋼生產(chǎn)中部分頂頭采用鼻部通水設計,可有效提高使用壽命,但由于不銹鋼等高合金鋼品種的變形抗力較大,為避免穿孔過程中管坯的溫降過大,生產(chǎn)過程需要嚴格控水,因此必須采取其他措施來提高使用壽命。目前鼻部主流頂頭采用平頭設計,但在不銹鋼生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)平頭頂頭表面氧化覆層特別容易脫落且不易再生,多次軋制后在高溫下鼻部出現(xiàn)塌陷失效。為了保證頂頭表面氧化覆層(國外稱為涂層)良好的附著性,不少學者提出在表面刻槽,加工成螺紋頂頭,人為形成覆層與基體犬牙交錯的形態(tài),提高結合力,使氧化覆層得以部分保全,刻槽示意圖見圖4。

        圖4 刻槽示意圖Fig.4 Schematic Diagram for Notched Grooves

        趙偉[3]等對頂頭刻槽處理進行了較為細致的研究,使頂頭得到了較為理想的氧化層厚度,同材質下刻槽螺紋頂頭壽命為未刻槽頂頭的2倍。本文對試驗A頂頭、試驗B頂頭表面進行了表面刻槽。

        3 實施效果

        3.1 性能改進

        對20CrNiV4A、試驗A頂頭和試驗B頂頭在熱模擬試驗機進行熱強性試驗,三種頂頭熱強性對比見圖5,試驗A頂頭和試驗B頂頭的熱強性均較20CrNiV4A頂頭有提升,在1 270℃的高溫下強度別是20CrNiV4A頂頭強度的1.1倍和1.3倍。

        圖5 三種頂頭熱強性對比Fig.5 Comparison of Three Kinds of Thermal Strengths of Plug Heads

        3.2 組織改進

        對試驗A頂頭和試驗B頂頭進行金相微觀觀察,試驗A、B頂頭金相組織見圖6。從圖中可以看出試驗A頂頭氧化覆層內層致密程度較試驗B頂頭差,且存在大量疏松,容易脫落。對試驗B頂頭的致密層進行電鏡能譜分析,結果見圖7,其中對白亮區(qū)域分析發(fā)現(xiàn)主要以Fe和Ni元素為主,頂頭基體部分出現(xiàn)了氧化物點,說明并未因Ni的存在而阻止基體的進一步氧化,可以推斷Ni彌散分布于FeO中起到骨架作用,彌補了FeO自身強度不足的弱點。

        圖6 試驗A、B頂頭金相組織Fig.6 Metallurgical Structures of Plug Head A and Plug Head B for Testing

        圖7 試驗B頂頭致密層電鏡能譜分析Fig.7 Analysis Results of Stratum Compactum in Plug Head B for Testing by Electron Microscope Energy Spectrum

        對試驗B頂頭表面刻槽后的氧化情況進行金相分析,刻槽氧化后金相組織見圖8。

        圖8 刻槽氧化后金相組織Fig.8 Metallurgical Structures of Notched Grooves after Oxidation

        在刻槽底部及邊部分布有大量的FeO,槽的中心部位填充了較多硬而脆的Fe3O4,其完好附著于頂頭表面,起到了良好的隔熱效果。

        3.3 使用壽命提升

        以20CrNi4VA和試驗B頂頭進行工業(yè)試驗對比,頂頭使用壽命對比見表2。

        表2 穿孔頂頭使用壽命對比Table 2 Service Life Comparison of Plug Heads

        從實際應用效果看,普通20CrNi4VA頂頭生產(chǎn)不銹鋼時壽命僅為2支,且所生產(chǎn)坯料較短。成分設計和形狀結構優(yōu)化后的試驗B頂頭使用壽命提高到12支,是普通20CrNi4VA頂頭壽命的6倍,且可軋制坯料長度提高42%,改進效果非常明顯。

        4 結語

        針對不銹鋼無縫鋼管生產(chǎn)中穿孔用頂頭失效問題,從成分設計優(yōu)化和形狀改進方面設計開發(fā)出一種新頂頭。 通過W、Mo等合金元素加入和頂頭表面進行刻槽加工,提高了頂頭的基體強度和氧化覆層的附著效果。工業(yè)試驗結果表明,新頂頭生產(chǎn)不銹鋼無縫鋼管時的壽命提高到了12支,是普通20CrNi4VA頂頭壽命的6倍,為連軋機組生產(chǎn)不銹鋼無縫鋼管提供了工具保障。

        猜你喜歡
        不銹鋼
        超級英雄不銹鋼俠
        中低碳系列馬氏體不銹鋼開發(fā)與生產(chǎn)
        山東冶金(2022年1期)2022-04-19 13:40:20
        孤膽不銹鋼俠——米格-25
        80t不銹鋼GOR底吹轉爐工藝設備改造
        山東冶金(2019年1期)2019-03-30 01:35:32
        TP347不銹鋼蛇形管制造工藝
        不銹鋼扎啤桶維修經(jīng)驗
        你知道不銹鋼中“304”的含義嗎
        不銹鋼微鉆削的切屑形成與仿真分析
        FV520(B)不銹鋼焊接接頭的斷裂性能
        關于不銹鋼厚壁管的焊接
        美女一区二区三区在线观看视频| 一二三四在线观看免费视频| 精品少妇ay一区二区三区| 99精品久久久中文字幕| 国产精品一区一区三区| 国产精品一区二区三区卡| 午夜视频在线在免费| 国产亚洲日韩欧美久久一区二区 | 国产精品自在线拍国产| 久久无码精品精品古装毛片| 日本精品一区二区三区在线播放| 免费人成视频网站在在线| 中文字幕视频一区二区 | 妇女自拍偷自拍亚洲精品| 亚洲女同同性一区二区| 国产精品天堂avav在线| 蜜桃臀无码内射一区二区三区| 亚洲国产成人Av毛片大全| 强迫人妻hd中文字幕| 亚洲欧美v国产一区二区| 激情内射亚州一区二区三区爱妻| 欧美日韩中文字幕久久伊人| 白嫩少妇在线喷水18禁| 亚洲乱码国产乱码精华| 日韩在线一区二区三区免费视频| 天堂最新在线官网av| 午夜蜜桃视频在线观看| 日本少妇高潮喷水xxxxxxx| 国产日韩欧美亚洲精品中字| 日本草逼视频免费观看| 精品一区中文字幕在线观看| 亚洲av无码专区首页| 国产精彩视频| 日韩精品一区二区亚洲专区 | 国产亚洲一区二区三区三州| 91精品国产色综合久久| 久久精品国产精品国产精品污| 2021精品国产综合久久| 草青青在线视频免费观看| 肉色欧美久久久久久久免费看| 国产精品久久久久久久成人午夜 |