Ti对Cr35Ni5导卫板热疲劳和抗氧化性能的影响*
2021-11-30薛鸿舰蒋金哲
钢管 2021年3期
关键词:裂纹
薛鸿舰,蒋金哲,牛 旭,刘 越
(东北大学材料科学与工程学院,辽宁 沈阳110819)
导卫板是无缝钢管穿孔机上的一个受力部件。穿孔时导卫板受到管坯变形带来的旋转和延伸的压力,同时与管坯之间存在较大的摩擦力[1-2],受力达轧制力的30%[3];穿孔时,导卫板接触温度在1 250℃以上的管坯,接触部分瞬时温度可达900~1 000℃;穿孔间断时又受到冷却水的急冷,服役条件恶劣。穿孔机导卫板在高温、重载、强摩擦以及冷热交替的环境下工作,表面会形成肉眼可见的裂纹和凹坑,凹坑处形成应力集中,使热疲劳裂纹由表面逐渐向内部扩展,最终引起导卫板断裂失效,因此导卫板使用寿命低[4]。为提高导卫板的使用寿命,不少学者对无缝钢管穿孔机导卫板进行了研究,谷健[3]等研制出Cr26NiSi2Ti新材质导卫板,经过几年使用,吨钢管消耗量由0.725 kg下降为0.439 kg。周灵平[4]在Cr26基础上通过提高碳含量加入少量的Ti元素,改善了合金的组织和性能,使用倾斜浇注的方法,消除了导卫板内部的铸造缺陷,提高了导卫板的使用寿命。蔡琦[5]分析了10种导卫板材质的成分、金相组织、性能,得出导卫板的磨损性能取决于碳化物的种类和形态,热疲劳性能取决于组织的细密度。束德林等[6]分析了导卫板的失效类型,指出导卫板以磨损失效为主。晓禾[7]指出,目前导卫板存在耐磨性不足、因热冲击产生的裂纹会扩展成大裂纹以及黏钢等主要问题。
根据目前国内外导卫板材质[8]的使用情况,对比了0Ti、含0.9%Ti以及含1.3%Ti三种Cr35Ni5导卫板材质的铸态组织、耐热疲劳性以及抗氧化性能的差异,期望为无缝钢管穿孔机导卫板的成分优化提供一定参考。……
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