钢管的带状组织

对热轧无缝钢管或再经热扩无缝钢管的金相检查时,在20、20G、A106B、A106C的低碳变形钢中,经常发现带状组织缺陷,严重时达到4~5级。


对钢管不同部位取样进行检查结果表明,在钢管圆周表面带状组织较轻,内孔表面带状组织明显,壁厚二分之一处带状组织严重。在材质相同、工艺相同的条件下,厚壁钢管较薄壁钢管中的带状组织严重。带状组织是钢管中的一种缺陷组织,当带状组织严重时,钢管的力学性能出现明显的各向异性,使钢管横向断面收缩率降低较多,纵向冲击功与横向冲击功约相差一倍,钢管的塑性或韧性达不到技术标准的要求,即使钢管的力学性能达到了标准要求的最低值,但技术协议中对钢管中带状组织的级别也加以限制,带状组织超标也交不了货。为了消除钢管中的带状组织,我们进行过正火和多次正火处理,但是效果都不理想。因此,探索消除或减轻低碳变形钢中带=状组织的热处理工艺是非常迫切的任务。


低碳变形钢的室温组织为铁索体+珠光体,如果存在带状组织即为铁素体+珠光体交替相间的条带状组织。具有带状组织的低碳钢无缝钢管,从室温加热到正火温度,当通过Ac,温度时,则共析组织发生转变,珠光体转变为奥氏体,此时奥氏体的成分并不均匀,随着加热温度的升高,铁素体不断固溶于奥氏体中,当温度超过Ac时,铁素体固溶完毕,此时钢的组织转变为单一相一奥氏体,随着温度的不断提高及在正火温度下保温,使奥氏体彻底均匀化。从正火温度下保温后出炉冷却,当冷却速度大于该钢消除带状组织的临界冷却速度(即抑制铁素体从奥氏体中析出的冷却速度)时,钢管中先共析铁素体被抑制,使铁素体没有脱溶析出而仍保留在奥氏体中,随着温度的降低和过冷度的增大,就不会再发生先共析铁素体的析出,而直接由过冷奥氏体分解成共析产物.铁素体+渗碳体,但成分不同于共析钢,被称为“伪共析组织”。因为“伪共析组织”中没有先共析铁素体的存在,所以在钢管的显微组织中带状组织就不存在。钢管从正火温度下保温出炉后,冷却速度小于该钢消除带状组织的临界冷却速度缓慢冷却时,当温度降到时,首先在钢的奥氏体贫碳区领先析出铁索体(这个贫碳区与带状组织母相有关),随着缓慢冷却和温度的降低,先共析铁素体量也逐渐增加,直至冷到时奥氏体转变为珠光体,在室温下,钢管的显微组织中,就出现了铁素体+珠光体条带相问的带状组织。
(来源:热处理技术与装备)