不锈钢管【304不锈钢板】省心又省钱

SUS304是一种18-8系的奥氏体不锈钢，通常用作冲压垫圈类紧固件。由于其冲压在各部分材料的形变程度各不相同，大约在15%~40%之间，因此材料的加工硬化程度也有差异。
  
  SUS304不锈钢焊管薄板冷加工以后，观上滑移面及晶界上将产生大量位错，致使点阵产生畸变。畸变量越大时，位错密度越高，内应力及点阵畸变越严重，使金属变形抗力和强度、硬度等随变形程度而增加，塑性指标伸长率、断面收缩率降低。
  
  当加工硬化达一定程度时，如继续形变，便有开裂或脆断的危险，成形后其残余应力极易引起工件自 裂。在环境气氛作用下，放置一段时间后，工件会自动产生晶间开裂（通常称为“季裂”）。故在SUS304不锈钢冲压成形过程中，一般都必须进行工序间的软化退火，不锈钢焊管即中间退火，以残余应力，降低硬度，恢复材料塑性，以便能进行下一道加工。
  
  试验材料及分析
  
  试验材料：SUS304，厚度0.7±0.05mm，其化学成分（质量分数：W%）≤0.08%C、≤1.00%Si、≤2.00%Mn、≤0.04%P、≤0.030%S、8.00%~10.50%Ni、18%~20%Cr。
  
  随着预形变量的增加，SUS304不锈钢焊管的屈服强度和抗拉强度增明显提高，硬度值增加，耐塑性下降，产生了明显的加工硬化现象。同时，也可以清楚看出，随着预形变量的增加，试样的屈强比也随之增加，这说明试样的可成形性也会随着冷变形量的增加而降低。
  
  退火软化工艺
  
  经加工硬化的SUS304不锈钢可采用高温和低温退火两种方式来恢复塑性，降低硬化程度，并或减少残余应力，为了不使材料产生敏化，退火时应避开500℃~850℃的敏化温度范围。
  
  低温退火对SUS304不锈钢的屈服强度影响较小，在500℃以下退火，退火后屈服强度值变化较小，高温退火对试样屈服强度的影响较大，预形变量为15%时在1050℃下退火后Re降到260MPa，Rm几乎随退火温度成线性下降，但是变化的幅度比Re小得多。同时，试样的维氏硬度值随退火温度的升高而下降。
  
  随着退火温度的升高，试样伸长率明显提高，特别是高温退火状态下，Re下降为明显，达到了完全软化状态。在1050℃退火（保温5min，快冷）伸长率A、硬度HV达到软化的 组合。

随着我国经济建设的快速发展，不锈钢钢管的消费量不断增加，不锈钢无缝钢管的需求量日趋扩大，市场前景看好。不锈钢具有优异的耐蚀性、成型性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中得到广泛应用。Φ89mm以下300系列奥氏体不锈钢无缝钢管因其具有良好的综合性能，在锅炉、石化行业中得到大量使用。特别是在锅炉行业中作为热交换器的重要母材来使用。 

  自Φ89mm以下300系列不锈钢无缝钢管国产化以来，涌现出大量的生产加工企业，主要包括江苏武进不锈钢股份有限公司、浙江久立特材科技股份有限公司以及攀钢集团江油长城特殊钢有限公司等；主要的生产工艺路线有：“穿孔+多道次冷轧（拔）”或“挤压+多道次冷轧（拔）”。因每道次变形量有限，要制成成品常需要多道次的冷轧或冷拔。由于不锈钢的冷加工硬化和表面质量等原因，在进行每道次的冷轧或冷拔前，需进行退火热处理、酸洗、润滑等一系列处理。繁杂的工序带来生产流程长、生产周期长、产量低、成材率低、成本高以及酸洗污染环境等问题。 

  在生产奥氏体不锈钢无缝钢管时存在以下技术难点： 

  （1）确定不锈钢钢管坯料加热工艺制定有一定难度。不锈钢加热温度范围窄，其导热率与碳钢差别也较大。在加热制度设计上，为保证加热质量，必须将加热速度控制在合理的范围之内。而在高温时，过长的高温保温时间和过高的保温温度易导致坯料晶粒组织产生δ铁素体以及出现晶粒长大严重现象，从而造成钢管内表面缺陷。 

  （2）变形工艺参数设定需重新选择，明显不同于碳钢钢管。与碳钢钢管相比，不锈钢钢管具有变形抗力大、热膨胀系数大、低温段热导率低、宽展大、易黏钢的特点，在穿孔、定（减）径工艺参数的设定上与碳钢钢管有明显差异。 

  （3）不锈钢钢管在线水冷热处理技术需要确立。在线水冷不同于离线固溶，在线水冷不需再次对钢管进行加热，如何利用变形余热进行在线处理，保证钢管的力学性能可满足后续加工要求。 

  攀钢集团成都钢钒有限公司为达到局部以热代冷、简化工序、降低成本、缩短生产周期的目的，通过生产工艺优化、创新，开发出一种在热轧机组进行轧制和在线水冷的工艺，直接生产出接近终冷轧成品尺寸的不锈钢无缝钢管坯料。 

  设计开发的“热轧（穿孔+定径）+在线水冷”生产Φ89mm以下不锈钢无缝钢管坯料生产工艺，可减少中间冷轧（拔）道次，极大地简化工艺流程。 

  采用在线水冷热处理，将不锈钢无缝钢管坯料的入水温度控制在920～950℃，可有效保证各方面性能满足后续冷加工要求，能够实现代替离线固溶的目的。