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TP316H不锈钢管在20~300℃回火,硬度降低较缓或者不变化。TP316H不锈钢管在250℃以内圈火时,马氏体的基体含碳量仍达0. 25%左右,且有弥散析出的ε-碳化物,所以回火后钢的硬度仍在HRC 60左右。 当回火温度超过300℃,由于碳化物析出以及随后的聚集球化和α相的回复再结晶,硬度逐步下降,其变化规律与TP316L钢管相似。但由于TP316H不锈钢管中回火时析出的碳化物数量相对较多,所以在相同温度回火,硬度较高。 图7-23是TP316H不锈钢管的拉伸性能与回火温度的关系,在300℃以前回火,由于未能淬火的宏观应力,所以呈脆性破断,不能准确的测定性能数据。在300℃以上回火,其性能变化规律与低碳钢相似,即随回火温度升高强度降低,塑性和韧性增加。 对于316H不锈钢管及合金工具钢,为了反映它们在低温回火状态的强度和塑性,通常进行抗弯试验,图7-24为T12钢抗弯强度和挠度与回火温度的关系。可以看出,在225~250℃回火时,抗弯强度达极大值。在260℃以下温度回火时,由于内应力的减少,碳的脱溶,使原子间结合力增高,以及显微裂纹的焊合,因此脆断强度和塑性均随回火温度升高而增高。但回火温度超过250℃以后,则屈服强度降低,抗弯强度下降。 由于高碳片状马氏体高速形成,在撞击时能形成微裂纹,从而影响316H不锈钢管的塑性和韧性。在回火过程中,由于应力和在裂纹中析出碳化物,一部分微裂纹能自动焊合。图 7-25表示,淬火微裂纹在200℃回火时大部分已焊合,而在200~500℃回火时钢中微裂纹数目未见进一步减少,只有到600℃以上回火时,316H钢管中微裂纹才又有显著减少。但是即使经过高温回火或球化退火,仍有少数微裂纹残留存在。
316LN不锈钢管单道次和多道次变形条件下的动态再结晶行为,获得316LN不锈钢管在锻造成形中的晶粒细化判据;提出了上平下V砧的改进砧形,对锻件采用大圆角V砧以及上下不等砧宽比进行拔长,采用数值模拟和物理模拟相结合的方法,研究了拔长过程应力应变分布规律,并确定合理的工艺参数,有效地提高锻件变形区域的等效应变及均匀分布,达到锻件变形均匀和晶粒细化的目的。该结果对核电主管道锻造工艺方案优化具有理论参考价值。 核电主管道是核电蒸气供应系统输出堆芯热能的大型厚壁管道,属于核一级关键部件。AP1000核电主管道用钢为奥氏体不锈钢,牌号为316LN。该钢种在加热或冷却的过程中没有相变,因此不能通过热处理细化晶粒。为了达到终产品的晶粒度要求(ASTM2级或更细的ASTM4级),主管道的锻造成形起着关键的作用[1-3]。目前,国内外在同步进行AP1000核电主管道的研制工作。核电主管道锻造成形包括镦粗、拔长、分料、整圆等工序,其关键工序是拔长。上平下V砧法拔长较无Mannesmann效应的锻造(freefromMannesmanneffect,FM)法和宽砧大压下量锻造(widedieheavyblowforging,WHF)法具有更高的拔长效率;较宽砧大压下量上下V砧(KD)法对压机的吨位要求低,且上平下V砧拔长时,锻件圆截面应变分布不对称,更有利于提高终管坯产品的质量[4-5]。因此,本文提出上平下V砧的改进砧形,采用数值模拟和物理模拟相结合的方法,对锻件采用大圆角V砧以及上下不等砧宽比进行拔长的实验研究,探讨通过改进砧形提高锻件等效应变分布的可能性,以解决316LN不锈钢管锻造过程晶粒细化和晶粒均匀性问题。
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