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06Cr25Ni20(310S)高溫耐熱不銹鋼荒管開裂原因分析
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-12-01
06Cr25Ni20不銹鋼具有較高的鉻、鎳含量，其耐腐蝕性優于18-8不銹鋼。在共沸濃度68.4%以上的硝酸中，常規的18-8不銹鋼不具備滿意的耐蝕性，而06Cr25Ni20不銹鋼則可以應用于65～85%濃度的硝酸中。在硝酸生產廠的尾氣預熱器、加熱器、冷凝管以及氧化鈾生產中的硝酸設備上都廣泛采用了06Cr25Ni20不銹鋼。
?06Cr25Ni20不銹鋼具有較高的鉻、鎳含量，其耐腐蝕性優于18-8不銹鋼。在共沸濃度68.4%以上的硝酸中，常規的18-8不銹鋼不具備滿意的耐蝕性，而06Cr25Ni20不銹鋼則可以應用于65～85%濃度的硝酸中。在硝酸生產廠的尾氣預熱器、加熱器、冷凝管以及氧化鈾生產中的硝酸設備上都廣泛采用了06Cr25Ni20不銹鋼。
同時，該鋼具有良好的熱強性、抗氧化性和抗硫化性能。最高使用溫度為1200℃，連續使用溫度為1150℃，其耐熱性能要遠優于304、316、321型不銹鋼。與鎳鉻超級合金、鈷鉻超級合金相比具有明顯的成本優勢。但在生產過程中也存在較多的控制難點。一是導熱性較差，導熱系數僅為304的58%，Cr17的47%，連鑄坯熱裂紋傾向大；二是枝晶偏析嚴重，熱軋加熱最高溫度受到一定的限制。高溫變形抗力大，熱塑性低，軋制過程中容易產生開裂；三是鉻碳化物、σ相析出傾向大。
某公司研發人員采用電爐-LF精煉爐-連鑄-熱軋生產的直徑為Φ90mm的06Cr25Ni20不銹鋼棒在熱穿管過程中產生了內壁開裂，因此取內壁開裂的荒管進行分析，找出導致其開裂的主要原因并制定相應的改進措施。
觀察荒管頭部開裂的形貌，從頭部往管身延伸一定長度截開荒管，觀察內壁開裂情況。在荒管上取試樣，磨平后在SPECTROLAB?M10型光電直讀光譜儀上檢測其化學成分。在裂紋處截取金相試樣進行檢測，主要進行夾雜物的評級，裂紋微觀形貌觀察以及組織變形情況的分析。取裂紋處有異物的試樣在掃描電鏡下用能譜做異物質的化學成分分析。試樣制備、研磨、浸蝕、顯微組織檢驗、顯微照相均參照GB/T13298-1991《金屬顯微組織檢驗方法》進行。
研究發現，鋼中鐵素體含量高、穿管熱變形溫度低以及鉬頂頭的疲勞使用對06Cr25Ni20不銹鋼穿管開裂都有影響。必須采取下列措施加以改進：
（1）對現有的管坯料，穿管前要盡量提高加熱溫度，延長保溫時間，加快穿管速度，生產前要檢查鉬頂頭的使用狀態；
（2）適當優化化學成分的配比，在不提高Ni含量的前提下，Cr元素按照標準的下限控制，Mo元素的殘留量不能太高；
（3）由于06Cr25Ni20不銹鋼合金元素含量高，枝晶偏析嚴重，柱狀晶粗大，低熔點物質和雜質元素容易集中于晶間和鑄坯心部，在不完全排除夾雜物或夾渣影響的前提下要在冶煉、連鑄時通過提高鋼水潔凈度，降低澆注溫度，控制過熱度，采用電磁攪拌技術，減小枝晶偏析，提高中心等軸晶比例，降低雜質元素偏析引起的脆化傾向，提高鑄坯質量，為后續熱加工提供優質坯料。
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