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上上不銹鋼雙相鋼第十課:終端用戶技術要求和質量控制(二)

文章出處:人氣:-發表時間:2016-03-07 14:01【

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6.2  特殊試驗要求

6.2.1拉伸和硬度試驗

相對奧氏體不銹鋼而言,雙相不銹鋼具有較高的強度,但是偶爾有最終用戶技術要求規定了強度或硬度的最大值。強度或硬度引入最大值可能是借鑒了馬氏體不銹鋼的經驗,而馬氏體不銹鋼的高強度和硬度來自于未經回火處理的馬氏體。但是雙相不銹鋼在冷卻過程中不形成馬氏體,雙相不銹鋼的高強度和高硬度緣于其高的氮含量、本身的雙相結構、成型或矯直操作中可能發生的加工硬化。

硬度試驗可能是證明加工中沒有過度冷加工的有效手段;但當硬度試驗用于這一目的時,很重要的一點是測量位置應當介于表面和斷面的中心之間,而不是在發生局部硬化和表面硬化的表面上。

6.2.2彎曲試驗

彎曲試驗可以證明軋材沒有軋制裂紋,但對于大型材、小工件或某些幾何形狀的軋材可能是困難的。彎曲試驗不是雙相不銹鋼質量的一個保守指標,因為彎曲點可能與不合格的部位不一致,由于彎曲的方向性,某些情況如中心線的金屬間相未必能被檢測出來。

彎曲試驗通常作為奧氏體不銹鋼焊接工藝評定的一部分,因為焊縫有發生熱裂的危險,特別是對于奧氏體相含量高的嚴重受限的焊縫組織。

由于雙相不銹鋼存在鐵素體的凝固以及較高的導熱性和較低的熱膨脹性,大大降低了用彎曲試驗來檢測焊縫完整性的作用。如果試驗位置正好與受影響的區域相吻合,則彎曲試驗可能會粗略地檢測出過多的鐵素體,但彎曲試驗不可能檢測出對加工制成品耐腐蝕性和韌性有害的少量金屬間相的存在。

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海上化學品船2205(1.4462)貨艙內部。

6.2.3沖擊試驗和金屬間相的金相檢查 

用沖擊試驗來規定材料和評定工藝有兩種方式:

(1)在已知條件下試驗,檢測不合格的材料,例如過多的鐵素體或金屬間相的存在;

(2)證明加工制成品具有可以滿足預期環境的性能。

對于第一種用途,ASTM A 923給出了2205雙相銹鋼的試驗方法。ASTM A 923方法B中描述了韌性的降低,標準的縱向夏比試驗(Charpy)在-40℉/℃下沖擊試驗韌性小于54J(40ft-Ib)表明退火軋材不合格。為了保證滿意的熱處理和淬火,作為一種生產控制手段,軋材的每一個批次都應當按照A 923 方法B試驗(或方法C,腐蝕試驗)。而ASTM A 923允許采用金相檢查(方法A)作為一種以接受而不是判廢為目的的篩分試驗。因為方法A的操作要求高水平的金相技術,用戶要求進行方法C腐蝕試驗而不是金相檢查是慎重的,提出該要求的一種方法是要求報告腐蝕率ASTMA923方法A的一個好處是可以確認中心線金屬間相,如ASTM A923的圖 7所示。根據方法A的篩選法,中心線金屬間相將造成材料不合格,但不一定導致在A 923方法B沖擊試驗中材料被判廢。由于這種中心線金屬間相可能導致中厚板在成型、熱剪或焊接過程中分層,所以除了方法B或C以外,用戶還應當要求進行方法A的檢驗,任何顯示有中心線金屬間相的材料應該判廢。盡管ASTM A 923已聲明方法A不用于材料的判廢,但允許終端用戶提出更嚴格的要求。材料如果呈現出ASTM A 923的圖7所示的接近厚度中部的中心線金屬間相,則應當被判廢。

沖擊試驗的第二個用途即在比預期的使用條件更苛刻的條件下評價母材、熔合區和熱影響區,這可能是一種謹慎和具成本效益的方法。對于焊縫的評價,試驗溫度和合格標準必須針對具體的焊接類型并與使用條件結合。韌性將不會像固溶退火的雙相不銹鋼軋材那樣高。焊縫金屬較低的韌性不一定表明存在金屬間相,而常常是由于氧含量增高造成的,特別是采用了焊劑保護焊接工藝。

ASME已發布了適用于斷面厚度大于9.5毫米(0.375英寸)[13]的雙相不銹鋼的新的技術要求。這些要求需要在金屬最低設計溫度(MDMT)或以下采用夏比沖擊試驗,并以橫向膨脹作驗收標準來證明初始母材和產品焊縫的韌性足以滿足預期的使用環境。ASME檢驗與ASTM A 923試驗的不同之處在于ASME 檢驗要求夏比沖擊試驗包含三個試樣(比較常用的測量韌性和適用性的方法),并且要求報告最小值和平均值。ASME要求對每一批母材和填充材料進行母材、焊縫和HAZ的試驗。

為了節約同時得到謹慎的結果, 可以采用兩個試驗溫度(ASTM A 923的-40℉/℃或ASME標準中的金屬最低設計溫度MDMT)中較低的一個,通過測量三個試樣的沖擊功和橫向膨脹來衡量其韌性。

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