Gr.12冷凝管力學(xué)性能研究

成小麗++王巧莉++張富平

摘 要：文章針對(duì)Gr.12冷凝器管材化學(xué)成分中的主要雜質(zhì)元素含量、加工率及退火溫度對(duì)其屈服強(qiáng)度σ0.2的影響進(jìn)行探討，得到了如下結(jié)論：Gr.12管材的化學(xué)成分鐵含量在0.09～0.14%（目標(biāo)值0.10%），氧0.13～0.17%（目標(biāo)值0.14%），加工量30-60%范圍，退火溫度為650℃×1h時(shí)，管材屈服強(qiáng)度σ0.2達(dá)到國外標(biāo)準(zhǔn)ASTM B338-2002要求（σ0.2？芏345Mpa）且穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：Gr.12冷凝器管；屈服強(qiáng)度σ0.2；雜質(zhì)元素含量；退火溫度

1 概述

Gr.12（Ti-0.3Mo-0.8Ni）以其具有中等強(qiáng)度及良好的耐縫隙腐蝕性，而被廣泛應(yīng)用于熱交換器、壓力容器、氯堿和鹽水蒸發(fā)等行業(yè)（主要以管件形式應(yīng)用）。目前冷加工無縫Ti-0.3Mo-0.8Ni管材產(chǎn)品已滿足國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品性能的要求，但還到不到國外標(biāo)準(zhǔn)ASTM B338-2002對(duì)屈服強(qiáng)度σ0.2的要求（σ0.2？芏345Mpa）。本文以Φ25.4 ×1.24為研究規(guī)格，通過不同的工藝試驗(yàn)，得到滿足 ASTM B338-2002性能要求的產(chǎn)品，為企業(yè)開拓該類產(chǎn)品的國外市場(chǎng)積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

2 研制過程

2.1 坯料的制備

研究中所用的管坯為真空自耗電弧爐二次熔煉的鑄錠經(jīng)鍛造擠壓而成，管坯規(guī)格：Φ68×6。

2.2 材質(zhì)化學(xué)成分的調(diào)整

在試驗(yàn)過程中，通過改變主要雜質(zhì)元素鐵、氧含量來研究對(duì)管材力學(xué)性能影響。

本次試驗(yàn)擬定的主要化學(xué)元素含量控制范圍為：Fe： 0.09～0.14%，O：0.13～0.17%。

2.3 軋制工藝

本次試驗(yàn)選用以下兩種工藝方案：

工藝①：四道次加工

工藝②：三道次加工

2.4 退火溫度

試驗(yàn)中采用的成品退火溫度為600℃×1h、620℃×1h、650℃×1h、680℃×1h。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 材料化學(xué)成分與力學(xué)性能

鐵含量0.12-0.16%，氧含量0.09-0.13%，σbMPa（550-600）、σ0.2MPa（360-425）、δ50%（38-32），當(dāng)氧含量增加時(shí)管材強(qiáng)度隨之提高而塑性逐部降低，這是由于氧是a為穩(wěn)定元素，隨著氧含量增加時(shí)可以提高相變點(diǎn)，擴(kuò)大α相區(qū)，形成間隙式固溶體，提高鈦的強(qiáng)度，塑性降低；鐵為β穩(wěn)定元素，對(duì)合金有固溶強(qiáng)化的作用。本試驗(yàn)過程中鐵含量 0.09～0.14%，氧含量0.13～0.17%時(shí)，可見管材屈服強(qiáng)度能均滿足國外標(biāo)準(zhǔn)ASTM B338-2002（σ0.2≥345MPa）的要求且穩(wěn)定。

3.2 軋制工藝的確定

現(xiàn)將兩種不同工藝所生產(chǎn)管材與力學(xué)性能做對(duì)比：

工藝① σb（MPa）580/595 σ0.2（MPa）385/390 δ50（%）32/28

工藝② σb（MPa）600/585 σ0.2（MPa）410/395 δ50（%）325/32

從數(shù)據(jù)可知：兩種工藝均能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)ASTM B338-2002 對(duì)σ0.2的要求，工藝①相比工藝②管材力學(xué)性能稍低一些，這是由于工藝①相比工藝②加工量小。隨著管材的冷加工量的增大，管材的加工硬化程度增加的緣故，強(qiáng)度有所升高。可見，管材終軋加工量在30-60%時(shí)管材屈服強(qiáng)度勻可達(dá)到ASTM B338-2002要求且穩(wěn)定。

3.3 退火溫度的確定

由圖1可以看出在600-680℃范圍退火，室溫力學(xué)性能均滿足國外標(biāo)準(zhǔn)要求，在650℃×1h退火性能達(dá)到預(yù)期值且穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

管材在鐵含量鐵 0.09～0.14%（目標(biāo)值0.10%），氧0.13～0.17%（目標(biāo)值0.14%），加工量在30-60%范圍，退火溫度為650℃×1h時(shí)，管材屈服強(qiáng)度達(dá)到國外標(biāo)準(zhǔn)ASTM B338-2002要求且穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

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