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由形变时效引起10CrMo910合金管的机械性能变化中,在300℃附近有抗拉强度、硬度升高,而延伸率、断面收缩率下降的现象。
蓝脆大多数铁素体一珠光体组织的10CrMo910合金管,随温度升高,在300℃左右韧性降低。它发生在10CrMo910合金管表面有蓝色氧化膜的温度范围,因此称为蓝脆。蓝脆发生在合金元素很低的退火或正火的低合金钢中。在下列3种情况下均观察到蓝脆。
【1】在150~350℃温度范围测定10CrMo910合金管的强度和韧性;
【2】在150~350℃温度范围进行温加工,然后在室温测定10CrMo910合金管的强度和韧性;
【3】室温进行冷加工后,再经150~350℃温度范围加热,在室温测定10CrMo910合金管的强度和韧性。
10CrMo910合金管产生蓝脆的原因是碳和氮间隙原子的形变时效。在150~350℃温度范围内形变时,已开动的位错迅速被可扩散的碳、氮原子所锚定,形成柯垂耳气团(柯氏气团)。为了使形变继续进行,必须开动新的位错,结果10CrMo910合金管中在给定的应变下,位错密度增高,导致强度升高和韧性降低。为了消除碳钢的蓝脆,10CrMo910合金管中加入一定量强碳化物和氮化物形成元素如钛、铌、钒,在钢中形成Tic、TiN、NbC、NbN、vC、vN,将碳、氮原子固定。另外加入少量铝,除脱氧外,还与氮形成AlN,也可减少蓝脆倾向。
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高压合金管地质钻探及石油钻控用无缝钢管;为探明地下岩层结构、地下水、石油、天然气及矿产资源情况,利用钻机打井。石油、天然气开采更离不开打井,地质钻控用石油钻探用无缝钢管是钻井的主要器材,主要包括岩芯外管、岩芯内管、套管、钻杆等。由于钻探用管要深入到几千米地层深度工作,工作条件极为复杂,钻杆承受拉、压、弯曲、扭转和不均衡冲击载荷等应力作用,还要受到泥浆、岩石磨损,因此,要求管材必须具有足够的强度、硬度、耐磨性和冲击韧性,钢管用钢用“DZ”(地质的汉语拼音字头)加数字一代表钢屈服点表示,常用的钢号有DZ45的45MnB、50Mn;DZ50的40Mn2、40Mn2Si;DZ55的40Mn2Mo、40MnVB;DZ60的40MnMoB、DZ65的27MnMoVB。
高压合金管钢管都以热处理状态交货。石油裂化管:用于石油炼厂的炉管、热交换器管和管道用无缝管。
常用优质碳素钢(10、20)、合金钢(12CrMo、15CrMo)、耐热钢(12Cr2Mo、15Cr5Mo)、不锈钢高压合计管(1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti)制造。钢管除得证化学成分和各种机械性能外,还要保证水压、压扁、扩口等试验,及表面质量和无损检验。钢管在热处理状态下交货。
不锈钢管:用各种不锈钢热轧,冷轧的不锈钢管,高压合金管广泛应用于石油、化工设备管道和各种用途的不锈钢结构零件,除应保证化学成分和机械性能,凡用作承受流体压力的钢管要保证水压试验合格。各种专用钢管要按规定保证条件。
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【4】热处理变形
高压合金管在热处理时,存在有热应力和组织应力,这种内应力能相互叠加或部分抵消,是复杂多变的,因为它能随着加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度、零件形状和大小、装炉的方式的变化而变化,故其热处理变形是难免的。认识和掌握它的变化规律可以使轴承零件的变形(如合金管的椭圆、尺寸胀大等)置于可控的范围,有利于生产的正常进行。当然在热处理过程中的机械碰撞也会使零件产生变形,但这种变形是可以通过改进操作等来加以减少和避免的。
【5】表面脱碳
高压合金管在热处理过程中,如果是在氧化性介质中完成加热,则表面会发生氧化作用使高压合金管表面碳的质量分数减少,造成表面脱
碳。表面脱碳层的深度超过 加工的留量就会使高压合金管报废。表面脱碳层深度的测定在金相检验中可用金相法和显硬度法。以表面层显硬度分布曲线测量法为准,可作仲裁判据。
【6】软点
多半是由于加热不足、冷却不良或淬火操作不当等原因造成的高压合金管表面局部硬度不够的现象称为淬火软点。它像表面脱碳一样可以造成表面耐磨性和疲劳强度的严重下降,使用过程中将造成局部
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③保证条件
12Cr2MoWVTiB合金管按现行标准的规定项目进行检验并保证符合标准的规定,称做保证条件。保证条件又分为:
A、基本保证条件(又称必保条件)。无论客户是否在合同中注明。均需按标准规定进行该项检验,并保证检验结果符合标准规定。
如化学成分、力学性能、尺寸偏差、表面质量以及探伤、水压实验或压扁或扩口等工艺性能实验,均属必保条件。
B、协议保证条件:标准中除基本保证条件外,尚有"根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注?quot;或"当需方要求……时,应在合同中注明";还有的客户,天津合金钢管对标准中基本保证条件提出加严要求(如成分、力学性能、尺寸偏差等)或增检验项目(如钢管椭圆度、壁厚不均等)。上述条款及要求,在订货时,由供需双方协商,签署供货技术协议并在合同中注明。因此,这些条件又称为协议保证条件。有协议保证条件的产品,一般均要加价的。
④批
12Cr2MoWVTiB合金管标准中的"批"是指一个检验单位,即检验批。若以交货单位组批,称交货批。当交货批量大时,一个交货批可包括几个检验批;当交货批量少时,一个检验批可分为几个交货批。
"批"的组成通常有下列规定(详见有关标准):
A、每批应由同一牌号(钢级)、同一炉(罐)号或同一母炉号、同一规格和同一热处理制度(炉次)的钢管组成。
B、对于优质碳素钢结构管、流体管,可以不同炉(罐)的同一牌号、同一规格和同一热处理制度(炉次)的天津合金钢管组成。
C、焊接钢管每批应由同一牌号(钢级)、同一规格的钢管组成。
⑤优质钢和高级优质钢
12Cr2MoWVTiB合金管在GB/T699-1999和GB/T3077-1999标准中,其牌号后面带有"A"字者,为高级优质钢,反之为一般优质钢。
高级优质钢在下列的部分或全部优于优质钢:
A、缩小成分含量范围;
B、减少有害元素(如硫、磷、铜)含量;
C、保证较高纯净度(要求非金属夹杂物含量少);
D、保证较高力学性能和工艺性能。
⑥纵向和横向
标准中称纵向是指与加工方向平行(即顺加工方向)者;横向是指与加工方向垂直(加工方向即钢管轴向)。
做冲击功实验时,纵向试样的断口因与加工方向垂直。故称横向断口;横向试样的断口因与加工方向平行,故称纵向断口