电厂用10Cr9Mo1VNb合金管/宝洲特钢bztg

镍基合金管生产过程中常见的缺陷



目前，镍基高温合金主要用于航空**及舰艇、工业燃气轮机的关键热端部件，核反应堆、化工设备等的重要高温结构材料。



下面，小编带大家讨论下镍基合金管在生产过程中的常见缺陷：



1、冶炼锻造过程中的缺陷：



镍基合金中的夹杂物主要由Al、Si、Ca、Ti等元素组成的呈脆性的刚玉Al2O3、铝酸盐类、TiN（O）和呈半塑性的硅酸盐以及它们的复杂夹杂物。这些夹杂物的大小、形状和成分各异，对合金的影响也各不相同。



1.1、脆性夹杂物,如刚玉、和铁、锰尖晶石及铝酸钙等,在热加工过程中,这种夹杂物周围往往存在着裂纹或空洞


（a）表面裂纹

（ b）放大后的裂纹




（a）裂纹中夹杂物和脱落后留下的空洞

（b）裂纹中因变形而发生脆裂的夹杂物



1.2、镍基合金中的夹杂物形态主要有以下三种：

1.2.1、球形夹杂物

夹杂大小从不到微米到几微米。这类夹杂物尺寸较小时对合金质量影响不大,但尺寸较大时,则会因其脆性不易变形,裂纹在球状与拉伸轴正交的界面产生,并随着基体滑移的增多,产生颈缩导致裂纹扩展,形成空洞或产生微裂纹





1.2.2、规则几何形状的夹杂物

这类夹杂物的形成主要是在合金溶液凝固之前,非金属夹杂物呈固体颗粒析出时,具有相当规则的几何形状,如方形、长方形、六角形和树枝状等。



这些具有规则几何形状的夹杂物,在拉伸过程中,裂纹首先在与拉伸方向正交的夹杂物的尖角处产生,并沿着夹杂物与基体界面扩展,致使夹杂物与基体界面脱开,因此大尺寸带锐角的夹杂物对合金质量危害较大



1.2.3、不规则几何形状的夹杂物

此类夹杂物由于各夹杂物之间的力学性质和物理性质不同,相界结合力较弱,在拉应力作用下容易从相界开裂





2、轧制成型缺陷



关键点：润滑用玻璃粉的选择

镍基合金由于其难变形和塑性差，要求玻璃粉的软化温度和熔化温度匹配性高。使用低熔点玻璃粉会导致荒管内壁橘皮。





3、热处理过程中的缺陷



热处理是通过加热、保温和冷却的手段来实现，若是此三种手段把握不好就会出现以下常见问题：



以N08810为例

3.1.过热

——过热N08810组织中残留奥氏体增多，尺寸稳定性下降。由于淬火组织过热，N08810钢的晶体粗大，会导致零件的韧性下降，抗冲击性能降低，轴承的寿命也降低。过热严重甚至会造成淬火裂纹。



3.2.欠热

——淬火温度偏低或冷却不良则会在显微组织中产生**过标准规定的托氏体组织，称为欠热组织，它使N08810硬度下降，耐磨性急剧降低，影响N08810材料寿命。



3.3.淬火裂纹

——造成这种裂纹的原因有：由于淬火加热温度过高或冷却太急，热应力和金属质量体积变化时的组织应力大于N08810钢材的抗断裂强度；工作表面的原有缺陷（如表面微细裂纹或划痕）或是N08810钢材内部缺陷（如夹渣、严重的非金属夹杂物、白点、缩孔残余等）在淬火时形成应力集中；严重的表面脱碳和碳化物偏析；零件淬火后回火不足或未及时回火；前面工序造成的冷冲应力过大、锻造折叠、深的车削刀痕、油沟尖锐棱角等。总之，造成淬火裂纹的原因可能是上述因素的一种或多种，内应力的存在是形成淬火裂纹的主要原因。淬火裂纹的组织特征是裂纹两侧无脱碳现象，明显区别与锻造裂纹和材料裂纹。

3.4.热处理变形

——N08810在热处理时，存在有热应力和组织应力，这种内应力能相互叠加或部分抵消，是复杂多变的，因为它能随着加热温度、加热速度、冷却方式、冷却速度、零件形状和大小的变化而变化，所以N08810热处理变形是难免的。



3.5.表面脱碳

——N08810在热处理过程中，如果是在氧化性介质中加热，表面会发生氧化作用使零件表面碳的质量分数减少，造成表面脱碳。表面脱碳层的深度**过***后加工的留量就会使零件报废。N08810表面脱碳层深度的测定在金相检验中可用金相法和显微硬度法。以表面层显微硬度分布曲线测量法为准，可做仲裁判据。



3.6.软点

——由于加热不足，冷却不良，淬火操作不当等原因造成的N08810表面局部硬度不够的现象称为淬火软点。它象表面脱碳一样可以造成表面N08810耐磨性和疲劳强度的严重下降。



4、酸洗工艺导致的缺陷：



例如过酸现象：用混酸（硝酸+氢氟酸）酸洗N00825管发现，内层没有发现过酸洗现象，横断面和外壁出现过酸洗现象





5、PT探伤对高镍合金管质量的影响

关键点：选择合适的渗透剂很重要

研究表明，渗透液中S元素对镍基合金会产生应力腐蚀开裂；国外许多标准对渗透液中S的含量规定如下：ASME *5卷规定，用于镍基合金，渗透剂中残余硫量不得**过重量的1%。