合金管如何避免熱處理裂紋?

　　合金管是無縫鋼管的一種，其性能要比一般的無縫鋼管高很多，因為這種鋼管里面含Cr(鉻)比較多，其耐高溫、耐低溫、耐腐蝕的性能是其他無縫鋼管比不上的，所以合金管在石油、化工、電力、鍋爐等行業的用途比較廣泛.

　　本地廠家對一批原料鋼管進行調質熱處理(調質是淬火加高溫回火的雙重熱處理，其目的是使無縫管具有良好的綜合機械性能)。對已調質過的管料進行超聲波檢測，發現部分管體存在缺陷，經超聲波手動復查后確定缺陷為熱處理裂紋。

　　管料內外壁宏觀觀察：

　　對管料內外壁表面情況進行觀察，發現部分管體內外表面存在管料在軋制過程中形成的管縫、結疤缺陷，且管體內壁不平滑、存在較多凹痕。

　　為了更好地查找此次管料熱處理后裂紋產生的原因，分別對檢驗不合格的管料進行取樣。

　　式樣成分分析：

　　試樣1裂紋內部存在黑色的氧化物，對其進行能譜分析，分析發現裂紋內部主要為鐵的氧化物。該氧化物系軋制過程中卷入的氧化皮和后期熱處理時折疊周圍的基體被氧化形成的;

　　試樣2裂紋周邊白亮組織經初步分析不是普通的鐵素體，于是對該區域進行能譜分析。結果表明，裂紋周邊白亮組織附近區域磷元素含量較為異常。

　　結果分析：

　　由于該批管料在入廠驗收和管體調質后檢驗兩個環節中都大批量出現了管體裂紋等缺陷，因此可以初步推斷管體產生的裂紋類型大致分為軋制造成的折疊和調質處理過程中產生的淬火裂紋兩種。

　　試樣1是未經過調質處理的管料，管料外壁的裂紋與管料的軋制過程有關，從試樣1的金相組織來看，裂紋周邊的金屬流線與裂紋走向保持平行一致，裂紋的開口與管體外壁呈一定角度，而不是和普通淬火裂紋一樣與表面垂直，可以斷定，該裂紋為管料在軋制中產生的折疊，且折疊尾端金屬在被擠入基體之前就形成了皺皮。裂紋兩側脫碳不嚴重，而裂紋中間氧化較為嚴重，因此說明該處的折疊形成原因是軋制溫度不高，未達到金屬脫碳溫度。當圓鋼坯料表面存在未除盡的氧化皮或者陷坑，管坯在后續生產工序中，圓鋼表面的氧化皮或者折疊有可能被卷入毛坯鋼管中，而這部分金屬由于存在氧化物未能使周圍的基體保持金屬連續性，*終形成折疊缺陷。

　　試樣2是經過調質后的管料，其內壁存在多條裂紋，部分裂紋在管料內壁凹坑底部萌生。管體內壁陷坑底部，在淬火過程中容易引起組織應力集中，當局部應力超過管體材料的斷裂抗力，便產生裂紋。凹坑底部裂紋的擴展形貌較為曲折，有別于普通的淬火裂紋，且在裂紋周邊存在一些異常的白亮組織。經過能譜分析，這些異常的白亮組織中磷元素的含量遠遠大于基體中的磷含量。管料試樣2的富磷區域可能是由于材料在冶煉過程中脫磷不完全、均勻化程度不夠而形成的。可知，管料內壁存在陷坑，淬火時在陷坑底部產生較大的應力集中，局部應力過大，導致管料出現淬火裂紋;另外，部分裂紋附近存在富磷區也是管體產生裂紋的重要原因。

　　通過以上分析發現合金管熱處理裂紋產生原因：

　　試樣1原料管的外表面裂紋為軋制工序中產生的折疊;

　　試樣2管體的裂紋為淬火裂紋，主要是管體內壁不夠平滑，存在凹坑，在淬火時引起應力集中，導致管體產生裂紋;

　　試樣2管體內壁多處存在磷元素偏析也是導致裂紋產生的重要原因。

　　如何避免合金鋼管產生熱處理裂紋?

　　改善管料軋制工藝，使每道次變形量盡量合理，保持軋制溫度均勻，避免低溫軋制，以減少表面折疊缺陷，同時加強表面酸洗，對酸洗后暴露出來的明顯裂紋進行充分修磨;

　　保證穿孔機頂頭表面光滑，避免管體內壁凹坑的產生;

　　提高鋼材的冶煉質量，改善脫磷操作工藝，嚴格控制磷等有害元素的含量。