| 规格 : | 10*15-200*300mmmm | 产地/厂家 : | 广东佛山 |
| 材质 : | 316L | 品名 : | 不锈钢焊管 |
| 仓库 : | 佛山乐从钢铁世界 | 用途 : | 机械构造管、护栏工程用管 |
| 形状 : | 矩形管 |
在单晶体和粗大的柱状晶体形式的Mar-M200疲劳性能的研究中，可以对第1阶段断口和温度与应变速率对裂纹扩展形式的影响进行细致的观察。
一些无碳化物316l不锈钢玫瑰金方通的单晶体在室温和1400°F(760℃)下，一个裂纹在显微空穴处成核并以第1阶段方式扩展到断裂。
一般到第Ⅱ阶段开裂没有过渡。
在低应变范围内没有二次裂纹，而在高应变范围内则生成大量的裂纹。
由于相距很远从而没有连接阶段，在含碳化物的Mar-M200的低循环疲劳试验中，较大量的裂纹在室温和1400°F(760℃)成核，并经常出现连接。
所有第1阶段的小平面曾被鉴定出室温低应变范围内一个大的第1阶段表面。
这种小平面是高度反光的，并包含有明显的断口台阶和河流状线条。
316l不锈钢玫瑰金方通多晶体在室温低应变疲劳试验中曾发现有相似的特征。
在高应变疲劳中产生的小平面是不怎么反光的，也不存在这种尖锐的断口台阶，但是表面上含有一种均匀分布的，亚显微尺度的韧窝，并可借助电子显微镜制备的复型加以鉴别。
第1阶段断口表面的明显特征和没有摩擦的象征表明，第1阶段断口所假设的不同的非滑移模型（它仅取决于局部切应力）是不适用的。
相反，曾经认为，与裂纹同一平面的滑移带中的范性形变导致滑移带的松开，并最后在局部正应力作用下子裂纹处出现分裂。
一、焊制管道的要求 直径很大的佛山316l不锈钢方管，用轧制无缝钢管比较困难，可用钢板卷制，然后焊接成管。
在焊接纵向焊缝时，为了防止变形可采用分段逆向跳焊法。
图中数字表示分段施焊次序。
每段长为150-300毫米。
多层焊时，上下两层的焊段接头应该错开。
进行对口焊时，相邻两管段的纵向焊缝应错开一段距离应大于200毫米。
为了减小变形和提高劳动生产率，尽可能利用两人对称焊或转动佛山316l不锈钢方管进行焊接。
如要取得良好的根部质量，在管子内壁再补焊一道焊肉。
二、刚性对口时的注意事项 安装管道时，时常会使焊口处于刚性状态。
对于此种焊口或冷拉焊口，进行焊接时的特点就是易产生裂缝。
故应注意以下事项： 根部焊缝应焊得肥厚些，使它具有一定的强度；焊接过程尽可能不中断。
在焊接之前对焊口进行预热，必要时（如焊合金钢），在施焊过程中，可以保持预热温度。
根部焊完之后，应检查有无裂纹，发现有裂纹则需彻底清除。
尽可能利用多层焊法以改善接头质量。
表层焊肉不得有咬边（咬肉）现象，如有，应该补焊。
焊后应退火，以消除残余应力。
用以拉紧佛山316l不锈钢方管的冷拉工具，焊口焊完并且热处理冷却之后方可松去。
三、低温下焊接的特点 在低温下焊接时，焊缝冷却速度很高，因而佛山316l不锈钢方管产生较大的焊接应力，焊缝容易破裂。
另外，熔化金属的快速冷却阻碍了气体的析出，故焊缝中产生气孔；当温度很低时，焊工易疲劳，也影响质量。
在焊接过程中，316不锈钢无缝方管产生的内应力变形的原因是由于不锈钢被焊时的受热不均而引起的。
焊接时，在孤坑近处温度高，远处温度低，产生焊件不均匀的热膨胀现象，受热的金属得到相应的伸长，未受热的金属要保持原来的长度，这样热金属的伸长受到了冷金属的阻碍，限制了热金属的伸长，热金属内便产生压应力，而冷金属则产生拉应力；当加热部分产生的压应力大于金属的屈服点时，金属就会产生塑性变形。
金属的屈服点一般是随着温度的升高而降低，在600℃时等于零。
当冷却时，由于316不锈钢无缝方管加热时产生塑性变形的缘故，热金属部分收缩的长度比未焊时短，这时的热金属受到拉应力，而冷金属则受到压应力。
这里说明一下，焊接时往往是同时发生几种变形。
例如：在板条上堆焊焊波时，同时将发生纵向、横向和角度的变形。
加热和冷却的结果，使316不锈钢无缝方管发生单纯的热变形；热变形在某种程度上，受物件本身的刚度所限制，而在金属内发生晶粒组织的转变所引起的体积变化也可能引起焊件变形。
所以实际变形是各种因素综合作用的结果。
例如，在个别情况下，对接焊的板条沿焊缝中心线并不缩短，反而显得伸长，而板条外缘却缩短了。
如果焊接变形的基本形态，则在焊接丁字型截面构件时，其中翼缘焊缝的中心线与截面通过的直线相重合时，预料可能不会发生弯曲，但是，实际上丁字型构件的腹板在这样情况下却发生了弯曲。
有时，316不锈钢无缝方管变形同时向各个方向发展，使边缘发生波浪状变形。
(1)机械矫正法：这是常用的厚壁316不锈钢方管变形的矫正法。
机械矫正法是钢管在冷态或热态下用人工或压床进行。
已经弯曲的梁也可用机械方法加以矫正，通常是用压床或锤等进行。
经过机械加工，使粱产生反向的塑性变形以抵消焊接变形。
但机械矫正后316不锈钢方管的塑性降低，硬度和脆性增加，有时机械加工实施不当，在焊缝或基本金属中可能引起裂缝。
(2)火焰矫正法：矫正厚壁316不锈钢方管的波浪形变形；例如薄板焊接以后，焊缝附近的基本金属凹凸不平产生波浪形，可以利用气焊火焰在凹凸部位的四周进行圆点加热 ，冷却后将薄板拉平。
火焰矫正的原理是：在316不锈钢方管的表面进行圆点加热时，加热点的金属就要发生膨胀，但是周围的冷金属层阻止它的膨胀，因此加热点的金属产生了塑性变形，然后，在冷却过程中，加热点金属体积收缩，将相邻的冷金属拉紧。
因此，假如在薄板凹凸部位四周进行点的加热，则各个加热点的收缩就能将波浪形部分拉平。
挠曲变形和角变形的火焰矫正，是根据均衡变形的原理进行的，如果在挠曲的丁字粱腹板上用横的加热线加热加热线l、2、3冷却时，体积收缩，进行反向变形使丁字梁矫直。
丁字梁或工字梁焊接后，盖板容易产生角变形，利用火焰矫正法矫正工字粱角变形情况。
减少和消除316不锈钢方管焊接应力的方法： 在焊接工作过程中，要完全避免焊接应力，实际上是不可能的。
因为熔敷金属和基本金属的高温地带不可能没有塑性变形和体积变化，但是我们可以利用下列方法来减少影响，使不超过一定的限度。
(1)合理的焊接顺序不仅能够减少焊接变形，而且还可以减少焊接应力。
如采用逆向分段法焊长焊缝，采用“山形”或“串联”法焊接厚焊缝等。
都是减少焊接应力的有效措施。
(2)焊前预热和焊后回火：焊前预热能减少316不锈钢方管上的温度差别，同时也可以降低焊件的冷却速度，这样就能减少应力的产生。
这种焊接方法对于焊接中碳钢、高碳钢、合金钢及铸铁等金属材料，以及在严寒条件下的焊接工作，对减少内应力及防止裂缝的产生是非常有效的。
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焊接时，在孤坑近处温度高，远处温度低，产生焊件不均匀的热膨胀现象，受热的金属得到相应的伸长，未受热的金属要保持原来的长度，这样热金属的伸长受到了冷金属的阻碍，限制了热金属的伸长，热金属内便产生压应力，而冷金属则产生拉应力；当加热部分产生的压应力大于金属的屈服点时，金属就会产生塑性变形。
金属的屈服点一般是随着温度的升高而降低，在600℃时等于零。
当冷却时，由于316不锈钢扁钢加热时产生塑性变形的缘故，热金属部分收缩的长度比未焊时短，这时的热金属受到拉应力，而冷金属则受到压应力。
焊接时往往是同时发生几种变形。
例如：在板条上堆焊焊波时，同时将发生纵向、横向和角度的变形。
加热和冷却的结果，使316不锈钢扁钢发生单纯的热变形；热变形在某种程度上，受物件本身的刚度所限制，而在金属内发生晶粒组织的转变所引起的体积变化也可能引起焊件变形。
所以实际变形是各种因素综合作用的结果。
例如，在个别情况下，对接焊的板条沿焊缝中心线并不缩短，反而显得伸长，而板条外缘却缩短了。
如果焊接变形的基本形态，则在焊接丁字型截面构件时，其中翼缘焊缝的中心线与截面通过的直线相重合时，预料可能不会发生弯曲，但是，实际上丁字型构件的腹板在这样情况下却发生了弯曲。
有时，316不锈钢扁钢变形同时向各个方向发展，使边缘发生波浪状变形。
(1)机械矫正法：这是常用的316不锈钢方通变形的矫正法。
机械矫正法是钢管在冷态或热态下用人工或压床进行。
已经弯曲的梁也可用机械方法加以矫正，通常是用压床或锤等进行。
经过机械加工，使粱产生反向的塑性变形以抵消焊接变形。
但机械矫正后316不锈钢方通的塑性降低，硬度和脆性增加，有时机械加工实施不当，在焊缝或基本金属中可能引起裂缝。
(2)火焰矫正法：矫正316不锈钢方通的波浪形变形；例如薄板焊接以后，焊缝附近的基本金属凹凸不平产生波浪形，可以利用气焊火焰在凹凸部位的四周进行圆点加热 ，冷却后将薄板拉平。
火焰矫正的原理是：在316不锈钢方通的表面进行圆点加热时，加热点的金属就要发生膨胀，但是周围的冷金属层阻止它的膨胀，因此加热点的金属产生了塑性变形，然后，在冷却过程中，加热点金属体积收缩，将相邻的冷金属拉紧。
因此，假如在薄板凹凸部位四周进行点的加热，则各个加热点的收缩就能将波浪形部分拉平。
挠曲变形和角变形的火焰矫正，是根据均衡变形的原理进行的，如果在挠曲的丁字粱腹板上用横的加热线加热加热线l、2、3冷却时，体积收缩，进行反向变形使丁字梁矫直。
丁字梁或工字梁焊接后，盖板容易产生角变形，利用火焰矫正法矫正工字粱角变形情况。
减少和消除316不锈钢方通焊接应力的方法： 在焊接工作过程中，要完全避免焊接应力，实际上是不可能的。
因为熔敷金属和基本金属的高温地带不可能没有塑性变形和体积变化，但是我们可以利用下列方法来减少影响，使不超过一定的限度。
(1)合理的焊接顺序不仅能够减少焊接变形，而且还可以减少焊接应力。
如采用逆向分段法焊长焊缝，采用“山形”或“串联”法焊接厚焊缝等。
都是减少焊接应力的有效措施。
(2)焊前预热和焊后回火：焊前预热能减少316不锈钢方通上的温度差别，同时也可以降低焊件的冷却速度，这样就能减少应力的产生。
这种焊接方法对于焊接中碳钢、高碳钢、合金钢及铸铁等金属材料，以及在严寒条件下的焊接工作，对减少内应力及防止裂缝的产生是非常有效的。
为了更多地降低316不锈钢方管的钢材用量，不少施工单位利用不锈钢管和扣件搭设支承架，两支承架间隔6米，中间悬挂桁架式工作台，组成了扣件式组合脚手架。
工作台由两片桁架组成，按平面桁架进行计算。
支承架横杆支座可按316不锈钢方管的小横杆同样考虑，按简支计算，并应核算剪应力。
支承架立杆承受桁架工作台上的使用荷重、自重以及脚手板重。
支承架可按两榀平面桁架进行计算。
其近似计算方法与前述扣件式不锈钢管单排、双排脚手架中的立杆计算相同。
在高度20米组合脚手架支承架的垂直、水平荷载试验中，当桁架上施加垂直荷重5040公斤时，立杆即产生变形f=1.18厘米，应力634公斤／平方厘米。
支承架立杆的变形和应力均较小，支承架本身尚处于稳定状态，并具有足够的安全储备。
为了观测组合脚手架在手推车纵向刹车力和风荷作用下所产生的影响，曾进行了水平荷载试验。
试验结果表明，当水平荷载施加300公斤时，立杆侧移为2.448厘米，应力值很小。
支承井架纵向斜杆和支承井架之间的水平联系杆所受轴向力也很小。
当该斜秆和水平联系杆采用与其它主要受力杆件同样规格的不锈钢管时，则可不予计算，只按构造需要设置即可。
为了保证支承架的整体稳定，应在垂直墙面方向设置斜杆。
支撑架上设置连墙杆对防止立杆受荷后产生过大变形有很大作用。
从试验所得变形图可知，立杆变形反弯点或收敛点，均出现在连墙杆附近。
试验结果也说明，连墙杆沿支承袈高度每隔三步设置一道即可。
但是，连墙杆一定要与墙体连接牢固。
316l不锈钢管小晶粒向大晶粒演变，这是一个能量降低的过程，小晶粒晶界多，而晶界是高能地区，晶粒长大后，晶界总面积减少，体系的能量降低。
所以不锈钢厚壁管在高温下奥氏体晶粒长大是一个自发过程。
316l不锈钢管奥氏体晶粒的长大基本上是一个晶界移动的过程，所以，一切影响厚壁管奥氏体晶界移动的因素，都能影响奥氏体晶粒的长大。
316l不锈钢管奥氏体化温度越高，晶粒长大越明显，当晶粒长大到一定程度后，即使继续延长保温时间，奥氏体晶粒不会再有明显的长大，如图1-14所示。
厚壁管奥氏体晶粒大小与以后的冷却速度无关。
随着316l不锈钢管中碳浓度增加，奥氏体晶粒的长大倾向也增大，但是当碳的含量超过某一限度时，奥氏体晶粒反而细小，例如不锈钢厚壁管加热900℃时含碳量以1.2%为限，这是因为随着碳含量的增加，厚壁管中碳及铁原子在奥氏体中的扩散速度增大，因此加速了晶粒的长大；但是碳浓度超过上述含量后，出现未溶渗碳体，渗碳体可以阻止晶界的推移，所以高粒反而长得慢,奥氏体实际晶粒较小。
不锈钢厚壁管中加入合金元素，也影响奥氏体晶粒长大。
一般认为，凡是产生稳定碳化物的元素（如钛、钒、钽、铌、锆及钨、钼、铬），产生不溶于奥氏体的氧化物及氮化物的元素（如铝），促进石墨化的元素（如硅、镍、钴）以及在结构上自由存在的元素（如铜），都会阻碍奥氏体晶粒长大。
而锰、磷则有加速奥氏体晶粒长大的倾向。
铝是目前工业生产厚壁管中，广泛用来控制奥氏体晶粒度的元素，用铝脱氧的316l不锈钢管中存在着高熔点的弥散的AIN质点，阻碍奥氏体晶界的移动， 从而细化了晶粒。
一般钢中残余铝含量约0.02～0.04%可以获得本质细晶粒钢。
在316l不锈钢方管加工退火（正火）生产过程中，如果操作不当，316l不锈钢方管将产生各种不良组织，而成为退火（正火）缺陷，常见的有： 1．硬料 为了便于切削加工不锈钢管，对退火后的316l不锈钢方管的硬度范围是有一定要求的。
如果硬度过高，不能切削加工，就需要返修。
产生316l不锈钢方管硬料的原因，可以从显微组织中检查出来，常见的有索氏体、屈氏体或伴随有贝氏体或马氏体等。
出现这些组织，往往是由于316l不锈钢方管加热温度过高，冷却速度过快，等温温度过低、时间过短，而使过冷奥氏体转变温度过低或转变不完全引起的。
根据316l不锈钢方管硬料的产生原因和厚壁管组织转变特性，采取有效措施，重新进行退火（如等温退火、低温退火、球化退火等），即可获得所需要的组织和硬度。
2．黑脆 316l不锈钢方管在退火之后，应该具有较低的硬度和较高的塑性。
但是，有时发现不锈钢管硬度虽然很低，而脆性很大，一折即断，很象灰铸铁，断口呈灰黑色，所以叫“黑脆”。
金相检验表明，这种316l不锈钢方管中有部分渗碳体已转变为石墨，如图3 --27所示。
出现这种现象的原因，主要是由于大口径不锈钢厚壁管退火温度过高，保温时间过长，冷却缓慢，大口径不锈钢管中含硅量过高、含锰量过低和含有微量促进石墨化杂质（如铝）等引起的。
出现黑脆的厚壁管，不能返修。
如第三节所述，大口径不锈钢厚壁管中出现轻微的魏氏组织，并不降低不锈钢管的机械性能，不算缺陷组织。
但是，当316l不锈钢方管中出现粗大魏氏组织时，则会降低不锈钢管的机械性能，因此必须改善。
由于奥氏体晶粒粗大是形成魏氏组织的必要条件，而适当的冷却速度则是充分条件，因此除铸造、锻造状态容易产生魏氏组织之外，退火、正火加热温度过高，冷却速度适当，也可能产生魏氏组织。
不锈钢管厂为了消除魏氏组织，可以采用稍高于Ac3点的加热温度，既使铁素体溶解，又不使奥氏体晶粒粗大，而后根据钢的化学成分，采用较快或较慢的冷却速度。
对于程度严重的低碳钢魏氏组织，可以用两次正火来消除。
第一次正火温度较高，第二次正火温度较低，这样既能消除厚壁管魏氏组织，又兼有细化厚壁钢管晶粒的作用。
316不锈钢方管兼具高强度及高塑性，当其强度为600MPa时，延伸率可达30%以上，而同为先进汽车钢的双相钢达此强度时，延伸率仅在20%左右，故在1990年316不锈钢方管曾被看作是新一代有应用前景的汽车结构用钢。
但在文献中，这种钢在先进汽车中的使用率仅是双相钢的1／20。
这说明该钢在制造和应用方面，可能存在某些问题而影响了其应用的推广，316不锈钢方管厂为了探索这种反常现象的原因并试图解决之，在热力学和动力学辅助下，笔者及合作者进行了如下的工作。
早期的316不锈钢方管的成分一般为：C～0.2%，Mn～1.5%，Si～1.5%。
较高的锰含量有利于保持奥氏体不锈钢管的稳定性，而奥氏体的稳定性正是保持相变塑性的重要因素。
很高的硅量可有效提高碳在渗碳体中的活度系数，抑制冷却过程及过时效中贝氏体转变期间渗碳体的析出、奥氏体中碳含量的降低和随之而引起的稳定性降低。
在上述成分条件下，在现代的连续退火生产线上并不难实行316不锈钢方管的顺行生产，但该厚壁钢管中大量的硅易与退火炉气氛中的氧反应，生成二氧化硅附着于钢板表面形成所谓的“红锈”而使热镀锌难以进行，而现代汽车板，往往要求是在镀锌后使用。
于是，不能热镀锌便是上述316不锈钢方管的重要缺点。
另一方面，厚壁钢管的碳当量也较高，焊接性相当差，而可焊性是汽车结构件的必要应用性能，可能正是由于这两方面原因，使得316不锈钢方管在当今汽车中的应用远不及强塑性远差于它的双相钢。
方管厂为解决可镀性问题，Meyer等首先研究了以铝代硅制作316不锈钢方管并成功在阿赛罗集团、蒂森集团生产。
本文作者与文献的作者之- De Cooman等探讨了以铝代硅的热力学和动力学机制。
但该钢中有高达1%以上的铝，在薄板坯连铸时需高度注意，操作不当时过高的铝含量会生成大量氧化铝，夹杂于厚壁钢管中易造成水口堵塞，可另辟途径设计和生产可镀锌316不锈钢方管。
另外，方管的碳当量过高是造成可焊性差的原因，因此在设计新型的316不锈钢方管时，降低锰、硅含量，必要时，碳量亦需降低。
在元素周期表中，铝、硅、磷位于同一周期的3、4、5主族内，电子结构相近，性质也相近，故除用铝替代硅外，采用磷亦应为合理。
（合金元素对316不锈钢方管性能的影响）已作详尽热力学、动力学估算，认为在316不锈钢方管中适当加磷不但不会造成回火脆，但却有稳定奥氏体及阻止渗碳体析出之功能，此处不再赘述。