15CrMoG高压合金管的元素构成:
新型的15CrMoG高压合金管以低碳(≤0.1%)和低硫(≤0.015%)为主要特征。常用的高压合金管元素按其在CrMo合金的强化机制中的作用可分为:固溶强化元素(Mn、Si、Al、Cr、Ni、Mo、Cu等);细化晶粒元素(Al、Nb、V、Ti、N等);沉淀硬化元素(Nb、V、Ti等)以及相变强化元素(Mn、Si、Mo等)(见金属的强化)。
C;在15CrMoG高压合金管中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物,使钢得到强化。在微合金钢中为形成一定量的碳-氮化物,碳的含量只需要0.01~0.02%;所以降碳是这类钢发展的必然趋势,从而可大大改善15CrMoG高压合金管的韧性和焊接性能。
Mn;高的Mn/C比对提高15CrMoG高压合金管的屈服强度和冲击韧性有好处。锰能降低γ→α转变温度;有利于针状铁素体的形核;在加热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度,从而增加了铁素体中碳化物的弥散析出量。此外,由于高锰导致15CrMoG高压合金管的应力/应变特性的变化,可以抵销鲍欣格效应的强度损失。
Si;多数低合金高强度钢不用硅合金化,但在热轧铁素体-马氏体多相钢中,硅是不可缺少的添加元素。
Mo;含钼15CrMo合金钢管(~0.15%Mo)有较高的强度,比传统的铁素体-珠光体钢又有较高的韧性。钼对钢在冷却过程中珠光体转变有抑制作用。针状铁素体钢和超低碳贝氏体钢中的含钼量一般在0.2~0.4%。
Nb、V、Ti;在低碳的锰钢或低碳的锰-钼钢中添加0.05~0.15%Nb(或V、Ti),有明显的晶粒细化和沉淀硬化作用。钛在钢中形成硫化物,改善冲击吸收功的各向异性和冷成型性。
稀土元素(RE);微量(0.001%左右)稀土金属,不影响15CrMo合金钢管的强度。其主要作用是脱硫,它又是最有效的硫化物形态控制元素,减小韧性的各向异性,防止钢的层状撕裂。
高压合金管其他元素Ni、Cr、Cu等,在微合金钢中固溶硬化并不十分有效,在非调质钢中一般控制在较低的含量范围。
16Mn无缝管的外观
16Mn无缝管按GB/T8162-87规定
1、规格:热轧钢管外径32~630mm。壁厚2.5~75mm。冷轧(冷拔)钢管外径5~200mm。壁厚2.5~12mm。
2、外观质量:钢管的内外表面不得有裂缝、折叠、轧折、离层、发纹和结疤缺陷存在。这些缺陷应完全清除掉,清除后不得使壁厚和外径超过负偏差。
3、钢管的两端应切成直角,并清除毛刺。壁厚大于20mm的钢管允许气割和热锯切割。经供需双方协议也可不切头。
4、冷拔或冷轧精密 16Mn钢管《表面质量》参照GB3639-83。
16Mn无缝钢管的金属型1为蛇形浇道,充型平稳,有效地防止了金属液充型过快,造成紊流、卷气、飞溅、氧化等缺陷。金属型2是自发研制的铸造铝合金金属型拉伸试样铸型,该铸型是底注式,除具有金属型1的所有优点外,该铸型具有较大的冒口,对铸件的补缩效果较好,减小铸件收缩引起的缺陷,使铸件具有良好的性能。
通过实验发现,金属型2得到的16Mn无缝钢管的力学性能明显优于重力砂型和金属型1,抗拉强度比重力砂型铸造提高了8%,伸长率提高了10.35%;抗拉强度比金属型1提高了5.03%,伸长率提高了27.82%。电磁低压砂型铸造的抗拉强度比重力砂型铸造提高了4.59%,伸长率提高了17.39%;比金属型1的抗拉强度提高了1.68%,伸长率提高了35.97%。电磁低压铸造下试棒的综合性能和金属型2的相当,16Mn无缝钢管电磁低压铸造的抗拉强度比金属型2的降低了3.30%,但伸长率提高了6.38%。