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真空热轧复合不锈钢/管线钢复合板的工艺研究

马兴旺  
【摘要】:随着能源需求的日益增长,输油管线的腐蚀问题变得十分突出。由于普通低合金钢管防腐性能低,而耐腐蚀合金管材价格又十分昂贵,迫切需要找到一种新材料来进行替代。耐蚀合金复合管的发明便有效地解决了这种难题,不仅提升了管材的耐蚀能力,还使低合金钢优异的机械性能得以延续。由于减少了耐蚀合金的使用量,极大降低了输油管线运行成本。本文采用真空热轧复合工艺制备不锈钢/管线钢复合板,为企业生产复合管材提供性能优异的复合板坯。本文主要研究了真空复合工艺中的表面处理工艺、控轧控冷工艺,以及Fe、Ni中间层对复合板组织性能的影响。最终为现场企业建立了不锈钢/管线钢的真空制坯轧制复合生产工艺路线,具体得到以下结论:(1)钢丝刷打磨处理不能完全去除界面氧化层。混合酸酸洗和砂带磨削处理能够完全去除界面氧化层,可以减少热轧复合后界面夹杂物的数量,有效地提高界面结合强度。界面仅存在极其少量的AI-Si-Mn复合氧化物。(2)随压下率增大,界面实现了更充分有效的结合,界面处夹杂物被细化,因此提高了界面结合强度。采用控制冷却工艺可以使X65管线钢组织转变为细小铁素体与粒状贝氏体,提升其力学性能。(3)压下率和冷却工艺对316L不锈钢的晶间腐蚀性产生影响。随压下率增大,316L不锈钢侧晶间腐蚀严重;通过轧后控冷可使316L不锈钢在敏化区停留时间变短,晶间腐蚀减轻。(4)添加Fe、Ni中间层后,X65管线钢与316L不锈钢实现了优异的冶金结合。对于晶间腐蚀,Fe中间层未能阻止316L不锈钢中元素向X65管线钢扩散,316L不锈钢依然出现晶间腐蚀,界面的结合强度略有降低。Ni中间层不仅抑制了 316L不锈钢中P元素向X65管线钢扩散,使316L不锈钢耐晶间腐蚀性能得到提高,还提高了界面的结合强度。(5)企业通过真空热轧复合工艺制备的316L/X65复合板的界面结合强度,X65基层与316L复层的力学性能及316L复层耐晶间腐蚀性能均满足技术目标,说明设计的不锈钢/管线钢热轧复合工艺合理。


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