304橢圓形冷旋壓裂紋產生的原因
力容器封頭是壓力容器的主要受壓元件之一,它的質量影響著整個容器的質量和.隨著各封頭 廠的壯大,冷旋壓成形工藝由于其模具投資小、適應性好等優點正越來越多地運用。由于冷旋壓與模壓的加工工藝不同,以及工藝執行不嚴,產生了不少問題,而不銹鋼封頭冷旋成形產生裂紋的問題較模壓嚴重得多。我廠委托加工的304冷旋壓封頭,大部分于成形后產生了裂紋,包括母材和焊縫區域都有產生。因此,有 分析冷旋壓過程對其的影響,以期提出解決辦法。
冷旋壓封頭過程中,反復的力的作用使發生冷作硬化現象,使產生位錯的堆積和金相組織的變化,。奧氏體不銹鋼從熔化狀態到常溫一般是不發生相變的,但在亞穩定態時加工會發生馬氏體相變,并主要由于馬氏體相變引起加工硬化。根據文獻(1)的介紹,奧氏體的穩定性是由其成分決定的:(1)、Ni、C、Mn等奧氏體形成元素越多,奧氏體就越穩定;(2)、Cr為鐵素體生成元素,在固溶體中具有擴散作用,當Cr大量固溶于奧氏體時能阻止奧氏體轉變為馬氏體,使奧氏體穩定;(3)Mo為鐵素體形成元素,也具有增加穩定性作用。判斷常溫加工時奧氏體穩定性可用Ni低當量含量與剛才Ni含量分析值做比較:
C
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Cr
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Ni
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Mn
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Si
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S
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P
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0.052
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18.2
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8.05
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1.08
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0.53
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0.003
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0.025
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馬氏體的出現使旋壓封頭機械性能惡化,在多次應變的作用下,強度、硬度增加,塑性降低。這是多次應變使馬氏體產生數量增多的緣故。由于馬氏體與奧氏體組織共存,延伸率不同,極易導致局部形成顯微裂紋,隨著裂紋的擴展導致終的開裂。
封頭拼接焊縫區又是一個薄弱環節。由于避免焊接裂紋,焊縫區填加了鐵素體形成元素(部分固溶不的鋼板也存在鐵素體),在旋壓過程中形成了三相共存的局面。在焊接過程中形成的熱影響區晶粒長大區域同時存在晶粒破碎和馬氏體生成作用而性能下降,熔合線區和焊縫金屬區存在的宏觀尖銳焊接缺陷也在旋壓加工中受到應力作用而可能破裂。實際工作中,焊接接頭區是薄弱的一環,易產生裂紋。