锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢,其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。 金属在变形前的横断面积与变形后的横断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比、合理的加热温度及保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量及变形速度对提高产品质量、降低成本有很大关系。
一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好,形状和尺寸准确,表面质量好,便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件,不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。
铸锭仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织,有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形,将柱状晶破碎为细晶粒,将疏松压实,才能获得优良的金属组织和机械性能。
经压制和烧结成的粉末冶金预制坯,光山耐磨板,在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。锻件粉末接近于一般模锻件的密度,具有良好的机械性能,并且精度高,可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀,没有偏析,可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格,在生产中的应用受到一定限制。
对浇注在模膛的液态金属施加静压力,使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形,就可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法,特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。
锻造用料除了通常的材料,如各种成分的碳素钢和合金钢,其次是铝、镁、铜、钛等及其合金之外,铁基高温合金,镍基高温合金,钴基高温合金的变形合金也采用锻造或轧制方式完成,只是这些合金由于其塑性区相对较窄,所以锻造难度会相对较大,不同材料的加热温度,开锻温度与终锻温度都有严格的要求。
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主要材质有:
钢板:15#钢板、20#钢板、50#钢板、80#钢板、耐磨钢板等。
铜板:H90黄铜板、H70黄铜板、H68黄铜板、H65黄铜板、H62黄铜板、HPb59-1黄铜板、C1100紫铜板、T3紫铜板、T2紫铜板、T1紫铜板
不锈钢板:1Cr17Ni7(301)不锈钢板、0Cr18Ni9(304) 不锈钢板、1Cr18Ni9Ti(321)不锈钢板、等。
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石油、长输,油田集输,X46级以上的管线用钢板和热连轧带钢的总称,简称管线钢。
技术要求 管线钢的生产都按API
SPEC 5L 验收和供货。美国石油学会API技术规范以其先进性、通用性和安全性在国际上享有很高声誉,并为多数国家所采用(原有的SPEC 5LS和5LX已合并于1995年4月的API第41版本之中)。
(1)化学成分。API对制管(包括无缝钢管和焊接钢管)用材的熔炼分析化学成分规定如表所示。
该规范包括由A25~X80共12个强度级别的管线用钢,高于X42级,可以添加铌、钒、钛及其他元素,根据制成钢管的规格尺寸确定添加数量。
(2)高强度。要求管线钢具有高的屈服强度,从而获得较好的经济效益。对于X65级以上的贝氏体类型的管线钢,由于制管工艺引起的包辛格效应将有所减弱。
(3)高韧性。夏氏V型缺口冲击试验(SR5)和落锤撕裂试验(SR6),可以作为附加条件评定钢的脆性破坏的倾向。对于使用于%26ldquo;高寒地带的管线,高硫油气的管线和海底管线用钢,又针对管线敷设条件和油气田特性,提出不同的技术要求。经验表明,管线断裂特性中,管内介质减压波速度大于管线脆性断裂扩展速度时为延性破断,相反则表现为脆性破坏。
(4)良好的焊接性。钢材焊接性的设计原则,实际上就是马氏体点(Ms)和马氏体硬度(HVmax )的控制,通常以钢的焊接碳当量(Ceq)和焊接裂纹敏感性系数(Pcm)来评定管线钢的焊接性水平。由于野外敷设管线的恶劣条件以及制管的工艺技术水平,力求焊缝的高质量。
(5)耐腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。管线钢为普遍的是经受内壁高硫油气的H2S腐蚀和外表面的海水腐蚀。
成分设计 管线钢成分设计的基本方案是低碳、高锰和铝镇静,以及微合金化。
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