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GH536合金管材白圈现象原因分析
  编辑:admin 发布于:2017-2-12 8:19 Sunday
 
    GH536小口径合金无缝钢管是主要用铬和钼固溶强化的一种含铁量较高的镍基高温合金,适用于制造航空发动机的火焰筒、燃烧室部件和其他高温部件。用GH536合金制造的管子主要用于航空发动机的燃油总管或分油管。 某批管子规格为Φ8.3mm×2.3mm,经复验管子性能测试合格,晶间腐蚀合格,晶粒度8~7.5级,符合标准要求。但发现管子外壁出现“白圈”现象。 
    科研人员对发现“白圈”的管子取样进行组织分析。在较低倍数下观察,管材边缘存在白亮层,放大观察发现管材外壁析出相较基体少,而且外壁晶粒大于基体晶粒。与合格管材组织对比,发现有“白圈”的管子基体组织晶粒细小,小的析出相明显多于合格管材,大的析出相与合格管材相当。 将该批管材分别在1130、1150、1190℃三个固溶温度下进行热处理,保温12min,水冷。通过对比发现,固溶温度越高,析出相越少。1150℃晶粒无明显长大,1190℃时晶粒明显长大。 通过组织分析可以看出,“白圈”组织中可见少量的析出相和晶界,但与合格管材组织对比属正常组织。也就是说基体组织为不正常组织,表现在晶粒细小、析出相多,反衬管子外壁出现白圈,产生“白圈”的实质是管壁组织不均匀。 
    GH536合金管材的标准热处理制度为1130~1170℃,快冷;保温时间≤30min。该批管子采用1130℃×10min固溶处理,管坯经多道次轧制,每轧制一次,固溶一次,累计变形量较大。再结晶时加热温度越高,晶粒尺寸便越大,当加热温度一定时,保温时间过长也会使晶粒长大。而该批管子采用标准热处理制度的下限,保温时间10min对于2.3mm厚的管壁有些固溶不充分,所以,晶粒较细。在相对较低的固溶温度下,造成管坯析出相也较多。而管坯在最后一道变形工序是冷拨,管坯预留的冷拔余量一般是一定的,也就是说管子外壁变形量与合格管子差异不大,那么出现问题的是管坯组织。 生产1.0mm厚的管材时保温时间是10min,生产2.3mm厚的管子保温时间仍然选择10min,这会导致厚管子受热不均匀,内部组织固溶不充分,也是造成管子组织不均匀的原因之一。 
    综上分析认为,管子“白圈”现象的产生是由于管坯在轧制过程中固溶温度低、保温时间短造成基体与外壁组织不均匀所致。对该规格管子,在轧制道次不变,保证合理变形量的前提下,将固溶温度调至1150℃,保温时间20min,管材组织得到了改善,未再出现“白圈”现象。

 

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