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Q345B矩形管的控制冷却工艺 Q345B矩形管生产的目的是获得拉拔性能良好的索氏体组织，理论上应使相变在630℃左右发生，而实际生产中不可能是完全的等温转变，终产品中除了索氏体，还可能有少量铁素体和片状珠光体。本文采用热模拟实验的数据，对Q345B矩形管的动态连续冷却转变曲线(CCT曲线)进行了研究，讨论了吐丝温度和风冷线冷却制度对组织性能的影响，并结合高速线材控制冷却过程中的两个基本模型，即斯太尔摩风冷线上奥氏体向珠光体转变模型及终显微组织与力学性能的关系模型，分析了Q345B矩形管的控制冷却过程与终的显微组织和力学性能的关系，以便对冷却制度进行优化，降低组织性能改判率。 1 CCT曲线的绘制 试样钢种为WLX82A，轧制前坯料尺寸为200mm×200mm×6000mm，成品断面尺寸为.5mm。于粗轧机出口摆剪处剪下一段粗轧坯试样，加工为中8mm×15mm的圆柱体。 将Q345B矩形管试样加热至1100℃，保温5min后冷却至1050CC，以50／s应变速率、60％相对变形程度进行压缩变形。根据现场的生产工艺，设定了3个起始冷却温度880、910、940℃，变形后的试样分别从880、910、940℃开始以0.8、3、6、10、20、30、40℃／s7种不同的冷却速度进行冷却至200℃，测得温度.膨胀量时间曲线，用热膨胀法确定相变温度和时间，利用Origin软件绘制动态CCT曲线。同时以3个试样分别从880、910、940℃淬火，测量此温度下奥氏体晶粒尺寸。 2 结果分析 Q345B矩形管热模拟实验中的起始冷却温度，对应现场线材进入斯太尔摩风冷线的吐丝温度。在同一冷却速度下，随着起始冷却温度的升高，转变终了温度有不同程度的升高。起始冷却温度越高，线材的连续转变过程中在高温阶段停留的时间越长，具有的能量越高，在晶界上越容易形核长大，并且此时过冷度也较大，转变较快。 利用LeicaDM6000金相显微镜和SEMQuant400扫描电镜对热模拟试样进行定量金相分析，得到试样奥氏体化晶粒尺寸和珠光体片问距。降低吐丝温度，一方面影响变形后奥氏体晶粒长大倾向，使相变前奥氏体晶粒越小，晶界面积增大，组织中铁素体比例增加，利于形成较细晶粒组织;另一方面，珠光体量减少，珠光体片层问距变大，抗拉强度和屈服强度降低。 从实际生产情况以及用户对Q345B矩形管强度性能的要求考虑，吐丝温度可以设定在较高温度区问内(910～930℃)，从而获得较高的抗拉强度。但吐丝温度也不能太高，NTM(无扭精轧机组)出口温度和吐丝温度之间应当有一定的温降，否则由于线材长时间处于高温区，奥氏体晶粒长大，终相变后珠光体量增多，使得去除氧化铁皮困难。另外，吐丝温度的波动应严格控制在±10℃范围内以改善通条性能。 冷却速度的加快将使相变开始温度移向较低温，随冷却速度的提高过冷度增大，促进了铁素体的进一步形核，提高了形核率，同时温度较低又限制了晶界的运动能力，延迟铁素体晶粒向未相变奥氏体基体中的生长，降低长大速率，造成铁素体晶粒的细化。加快冷却还可阻止转变前已经细化的奥氏体晶粒长大，同样有利于细化铁素体晶粒。同时也细化了珠光体，减少了珠光体的量，可减轻或珠光体带状组织，特别是减小珠光体的片问距和渗碳体层的厚度，使得组织更加细小均匀。 要想将Q345B矩形管的冷却速度控制在9～12℃／s，经计算应在2风机段开始相变，在4风机段之前完成相变。1、2风机应全开，3风机开85％左右或全开(取决于轧件温升情况)，目的是使线材在相变过程中温度尽可能稳定在630℃左右，即近似等温转变，同时相变在很短的时间内完成，以获得片间距极小且均匀的组织，保证在获得高强度的基础上，具有良好的韧性。相变完成之后，一方面要使线材不断降温，另一方面如果降温速度太快，势必造成应力增大，影响线材力学性能，所以4～10风机可适当减低开启度。由于斯太尔摩风冷线冷却能力(主要由风机的开启度来控制)受环境尤其是气候的影响较大，使得风机的开启与冷却速度之间没有线性关系，在正常生产中应随时进行测温以控制冷却速度。 3 总结 (1)Q345B矩形管理想的吐丝温度为910～930℃(-4-10℃)，随气候的变化适度调整。 (2)Q345B矩形管相变过程中冷却速度理想范围为9～12℃／s。风机的开启度对相变过程影响很大，应根据实际冷却速度动态调整冷却程序，使Q345B矩形管相变过程中温度保持稳定，即近似等温转变。
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钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量一般较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件，如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中用的钢脚手架等。用钢管制造环形零件，可提高材料利用率，简化制造工序，节约材料和加工工时，如滚动轴承套圈、千斤顶套等。2013年已用钢管来制造。钢管还是各种常规武器不可缺少的材料，枪管、炮筒等都要钢管来制造。钢管按横截面积形状的不同可分为圆管和异型管。由于在周长相等的条件下，用圆形管可以输送更多的流体。圆环截面在承受内部或外部径向压力时，受力较均匀，绝大多数钢管是圆管。 主要性能编辑 1.塑性 塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（变形）而不破坏的能力。 2.硬度 硬度是衡量金属材料软硬程度的指针。目前生产中测定硬度方法常用的是压入硬度法，它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面，根据被压入程度来测定其硬度值。 常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等方法。 3.疲劳 强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指针。实际上，许多机器零件都是在循环载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。途还需有其他截面形状的异型钢管。 低压流体输送用焊接钢管(GB/T3092-1993)也称一般焊管，俗称黑管。是用于输送水、煤气、空气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流体和其他用途的焊接钢管。钢管接壁厚分为普通钢管和加厚钢管；接管端形式分为不带螺纹钢管(光管)和带螺纹钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表示，公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示，如11/2等。低压流体输送用焊接钢管除直接用于输送流体外，还大量用作低压流体输送用镀锌焊接钢管的原管。 低压流体输送用镀锌焊接钢管(GB/T3091-1993)也称镀锌电焊钢管，俗称白管。是用于输送水、煤气、空气油及取暖蒸汽、暖水等一般较低压力流体或其他用途的热浸镀锌焊接(炉焊或电焊)钢管。钢管接壁厚分为普通镀锌钢管和加厚镀锌钢管；接管端形式分为不带螺纹镀锌钢管和带螺纹镀锌钢管。 普通碳素钢电线套管(GB3640-88)是工业与民用建筑、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的钢管。 直缝电焊钢管(YB242-63)是焊缝与钢管纵向平行的钢管。通常分为公制电焊钢管、电焊薄壁管、变压器冷却油管等等。 承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管(SY5036-83)是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，用双面埋弧焊法焊接，用于承压流体输送的螺旋缝钢管。钢管承压能力强，焊接性能好，经过各种严格的科学检验和测试，使用可靠。钢管口径大，输送效率高，并可节约铺设管线的投资。主要用于输送石油、天然气的管线。 一般分类编辑 (a)按工艺分——电弧焊管、电阻焊管(高频、低频)、气焊管、炉焊管 (b)按焊缝分——直缝焊管、螺旋焊管 2、按断面形状分类 3、按壁厚分类——薄壁钢管、厚壁钢管 4、按用途分类——热工设备用钢管、机械工业用钢管、石油、地质钻探用钢管、容器钢管、化学工业用钢管、特殊用途钢管、其他 主要工艺编辑 1、卫生级镜面管工艺流程： 管坯——检验——剥皮——检验——加热——穿孔——酸洗——修磨——润滑风干——焊头——冷拔——固溶处理——酸洗——酸洗钝化——检验——冷轧——去油——切头——风干——内抛光——外抛光——检验——标识——成品包装 2、工业管工艺流程 管坯——检验——剥皮——检验——加热——穿孔——酸洗——修磨——润滑风干——焊头——冷拔——固溶处理——酸洗——酸洗钝化——检验 3、焊管工艺流程 开卷——平整——端部剪切及焊接——活套——成形——焊接——内外焊珠去除——预校正——感应热处理——定径及校直——涡流检测——切断——水压检查——酸洗——终检查——包装 4、无缝方管工艺流程 圆钢——管坯——检验——加热——穿孔——定径——热轧——平头——检验——酸洗——球型退火——冷拔——成型——齐口——检验 型号编辑 Q345A：C≤0.20，Mn ≤1.70，Si≤0.50，P≤0.035，S≤0.035； Q345B：C≤0.20，Mn ≤1.70，Si≤0.50，P≤0.035，S≤0.035； Q345C：C≤0.20，Mn ≤1.70，Si≤0.50，P≤0.030，S≤0.030，Al≥0.015； Q345D：C≤0.18，Mn ≤1.70，Si≤0.50，P≤0.030，S≤0.025，Al≥0.015； Q345E：C≤0.18，Mn ≤1.70，Si≤0.50，P≤0.025，S≤0.020，Al≥0.015； Q345A、B、C、D、E均含Nb≤0.07，V≤0.15，Ti≤0.20，Cr≤0.30，N≤0.012，Mo≤0.10。 20#、Q235B 重量计算编辑 方管重量计算公式：4*壁厚*（边长-壁厚）*0.00785 矩形管重量计算公式：（周长/3.14-壁厚）*壁厚*0.02466 执行标准编辑 Q345D无缝方管 GB17396-1998 27SiMn 一般用途编辑 1.结构用无缝钢管（GB/T8162-1999）是用于一般结构和机械结构的无缝钢管。 2.流体输送用无缝钢管（GB/T8163-1999）是用于输送水、油、气等流体的一般无缝钢管。 3.低中压锅炉用无缝钢管（GB3087-1999）是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔（轧）无缝钢管。 4.高压锅炉用无缝钢管（GB5310-1995）是用于制造高压及其以上压力的水管锅炉受热面用的优质碳素钢、合金钢和不锈耐热钢无缝钢管。 5.化肥设备用高压无缝钢管（GB6479-2000）是适用于工作温度为-40~ 400℃、工作压力为10~30Ma的化工设备和管道的优质碳素结构钢和合金钢无缝钢管。 6.石油裂化用无缝钢管（GB9948-88）是适用于石油精炼厂的炉管、热交换器和管道无缝钢管。 7.地质钻探用钢管（YB235-70）是供地质部门进行岩心钻探使用的钢管，按用途可分为钻杆、钻铤、岩心管、套管和沉淀管等。 8.金刚石岩芯钻探用无缝钢管（GB3423-82）是用于金刚石岩芯钻探的钻杆、岩心杆、套管的无缝钢管。 9.石油钻探管（YB528-65）是用于石油钻探两端内加厚或外加厚的无缝钢管。钢管分车丝和不车丝两种，车丝管用接头联结，不车丝管用对焊的方法与工具接头联结。 10.船舶用碳钢无缝钢管（GB5213-85）是制造船舶I级耐压管系、Ⅱ级耐压管系、锅炉及过热器用的碳素钢无缝钢管。碳素钢无缝钢管管壁工作温度不超过450℃，合金钢无缝钢管管壁工作温度超过450℃。 11.汽车半轴套管用无缝钢管（GB3088-82）是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。 12.柴油机用高压油管（GB3093-2002）是制造柴油机喷射系统高压管用的冷拔无缝钢管。 13.液压和气动缸筒用精密内径无缝钢管（GB8713-88）是制造液压和气动缸筒用的具有精密内径尺寸的冷拔或冷轧精密无缝钢管。 14.冷拔或冷轧精密无缝钢管（GB3639-2000）是用于机械结构、液压设备的尺寸精度高和表面光洁度好的冷拔或冷轧精密无缝钢管。选用精密无缝钢管制造机械结构或液压设备等，可以大大节约机械加工工时，提高材料利用率，同时有利于提高产品质量。 15.结构用不锈钢无缝钢管（GB/T14975-2002）是广泛用于化工、石油、轻纺、医疗、食品、机械等工业的耐腐蚀管道和结构件及零件的不锈钢制成的热轧（挤、扩）和冷拔（轧）无缝钢管。 16.流体输送用不锈钢无缝钢管（GB/T14976-2002）是用于输送流体的不锈钢制成的热轧（挤、扩）和冷拔（轧）无缝钢管。 17.异型无缝钢管是除了圆管以外的其他截面形状的无缝钢管的总称。 一般区别编辑 一、焊接方管是一种空心方形截面型钢方管,也称为空心冷弯型钢.它是以热轧或冷轧带钢或卷板为坯料经冷弯曲加工成型后再经高频焊接制成的方形截面形状尺寸的型钢。 厚壁方管除壁厚增厚外情况,其角部尺寸和边部平直度均达到甚至超过电阻焊冷成型方管的水平，R角的大小一般是壁厚的2倍-3倍之间.也可以根据客户的需要，生产客户所需大小的R角方管； 二、方管无缝方管是一种具有中空截面、周边没有接缝的长条钢材.是用无缝管通过模具的4面挤压形成的方管，方管具有中空截面,大量用作输送流体的管道.主要应用于液体输送,液压支架,机械结构,中低压.高压锅炉管,热交换管,气体.石油等行业.他比焊接的更坚固，不会出现裂缝。
异种厚壁(16Mn无缝管钢管焊接 壁厚45mm,16Mn无缝管钢厚壁管道的焊接 试件准备φ325mm.试验压力为3135MPa高压管道焊接。该试件的管壁较厚,直径较大,焊接后容易出现根部裂纹。2.焊接工艺(1坡口形式及尺寸见图11-1,采用机械加工,禁止火焰切割。坡口内外除去锈和油污,使之露出金属光泽。2打低焊采用TIG焊,选用H08Mn2SiA ,直径为2mm焊丝,焊接电流5565A ,电弧电压1112V,钨极直径2.5mm,喷嘴长度60mm,钨极伸出长度6mm,直流正接,预热温度200℃。图11-1坡口形式及尺寸上海石化总厂引进德国成套设备中的高压换热器(工作压力17.3MPa工作温度350℃)中的钢管采用15Mo3与10CrMo910异种厚壁(46mm钢管焊接。因两种钢材化学成分的差异,焊接性能的不同,接管的对口焊接处于高度拘束状态,易产生裂纹。为改善接头性能,避免产生裂纹,采用在10CrMo910一侧先堆焊一层合金,作为介于10CrMo910与15Mo3之间的过渡层,然后再正式对口焊接。1.母材性能母材的化学成分见表6-71,力学性能见表6-72表6-71母材的化学成.为保证16Mn无缝管生产的连续性,热轧带钢进入酸轧机组前,需要将前行带钢undefined和后行带钢焊接在一起,16Mn钢管焊缝时常会在轧机内发生断裂,形成断带事故。造成带钢焊缝断带的原因有许多,但焊缝内部的缺陷是导致带钢断带的主要因素之一,如果能严格控制焊缝的质量,将会大大降低带钢断带率,提高产品的生产效率。本文提出了一种焊缝缺陷的线检测方案,采用涡流检测技术检测焊缝的内部缺陷和激光轮廓传感器检测焊缝的表面形貌缺陷,两种方法相互结合、互相弥补。 研究涡流检测原理和阻抗分析法,使用涡流检测、金相实验和X射线去检测带钢焊缝缺陷,通过实验分析阻抗信号与缺陷的对应关系,验证涡流检测技术检测焊缝的可靠性。应用ANSYS模拟涡流探头检测缺陷的三维电磁学仿真,得出缺陷与阻抗信号的对应关系,总结出阻抗信号与缺陷大小、位置和类型的趋势规律。针对涡流检测的实验研究和仿真研究的结果,可指导现场涡流检测的参数设置。
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