至德钢业316Ti不锈钢管残余应力分析

2020-08-21 04:44:39

 浙江至德钢业有限公司用钻孔贴应变片法对316Ti不锈钢管进行残余应力的测量;研究比较了冷轧态、退火态、冷矫直状态对残余应力的影响。试验结果表明:316Ti不锈钢管经冷轧加工其残余应力增加到接近屈服强度;经固熔热处理材料的残余应力明显下降,但因冷却及材料内部组织不均匀仍存在周向压应力;矫直变形会增加316Ti不锈钢管的残余应力,周向因矫直变形,表面压应力消失;25.0mm×2.0mm规格小管热处理冷却过程中弯曲度大,因此矫直后残余应力增加较大。


 316Ti是奥氏体不锈钢,国标牌号为06Cr17Ni12Mo2Ti,是在316(06Cr17Ni12Mo2)基础上加入一定的钛元素而成的,具有良好的抗无机酸、有机酸、碱和海洋大气腐蚀性能。316Ti不锈钢管用于制造耐低温稀硫酸、磷酸、有机酸设备。316Ti不锈钢管的制造采用电炉+AOD+LF炉冶炼、径锻、热挤压+冷轧+固溶热处理+矫直等工序完成无缝钢管的生产。残余应力是系统不受产生应力的环境作用(包括力的作用、温度的作用、相变的作用等)下内部平衡状态的应力。在冷轧、矫直加工过程中,材料由于形变不均匀产生的残余应力由于热处理过程中晶粒长大不均匀及冷却过程中内外表面冷却速度不同而造成的残余应力,均影响材料的力学性能和腐蚀性能。材料的残余应力的测定主要采用X射线衍射法、中子衍射法和小孔释放法。本次试验采用钻孔贴应变片法测定316Ti不锈钢无缝管生产过程中不同状态的残余应力的分布及大小,研究变形及热处理对残余应力的影响。


一、试验材料


 取316Ti不锈钢管冷轧态、矫直态、热处理态三个状态进行试验,规格为57.5mm×2.5mm和25.0mm×2.0mm,长度为800mm。材料的主要成分见表、力学性能见表。


二、残余应力测量


 本试验测定法采用钻孔贴应变片法,测试仪器采用DTA3-G1电阻应变计和HK21B-BXB型钻孔装置。


三、试验结果


 本试验计算内容为316Ti不锈钢管的轴向应力和周向应力。试验计算结果如表所示。


四、结论


 1. 316Ti不锈钢管经冷轧加工其残余应力增加到接近屈服强度。


 2. 经固熔热处理材料的残余应力明显下降;但因冷却及材料内部组织不均匀仍存在周向压应力。


 3. 矫直变形会增加316Ti不锈钢管的残余应力;周向因矫直变形,表面压应力消失。


 4. 25.0mm×2.0mm规格小管在热处理冷却过程中其弯曲度大,因此矫直后残余应力增加幅度较大。


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