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鉆桿中帶狀組織偏析形成原因及其危害

鉆桿中帶狀組織偏析形成原因及其危害

發布日期:2016-8-2 9:34:04  信息來源:本站原創

    帶狀組織是由鐵素體和珠光體或鐵素體和奧氏體或鐵素體和貝氏體以及鐵素體和馬氏體在鍛件中呈帶狀分布的一種組織,它們多出現于亞共析鋼,奧氏體鋼種半馬氏體鋼種中,這種組織是在兩相共存的情況下,鍛造變形時產生的帶狀組織能降低材料的橫向塑性指針。  
    帶狀偏析分為兩種:管體上的帶狀偏析為鋼管冷拉過程中形成,帶狀偏析呈冷拉的方向纖維狀,另一種是在管頭鐓粗過程中形成的呈鐓粗擠壓的方向。  
    一般認為,帶狀組織是由于鋼錠的枝晶偏析所致。鋼水在凝固時,由于選擇性結晶,在枝干上的成分較為純凈,而在枝晶間富集了較多的碳、合金元素和磷、硫等雜質。鋼錠鍛軋變形時枝干和枝晶間被壓延而伸長為纖維組織,形成一次帶狀組織。用含有CuCl2的試劑浸蝕后在顯微鏡下觀察,則會發現肉眼觀察到的那些纖維組織經放大后,變成黑白交替的帶稱為一次帶狀組織。  黑色條帶相當于原樹枝狀晶的較純的枝干,白色條帶為原來富含合金元素和雜質的樹枝間區域。  
    熱軋低碳鋼、中碳鋼在緩冷國能中會出現先共析鐵素體和珠光體交替相間的顯微組織帶狀,這些不同的組織是固態相變的產物。這種帶狀組織稱為二次帶狀。二次帶狀的形成意味著碳在固態相變中發生了不勻稱的重新分布,稱為二次探偏析。
    一般所謂的鋼中的帶狀組織,也即上述觀察到的帶狀組織即為二次帶狀組織。將具有二次帶狀組織的熱變形鋼試樣改用含有CuCl2的試劑浸蝕后在顯微鏡下觀察,則顯示出一次帶狀組織。只有在一次帶狀的基礎上才能形成二次帶狀組織。一次帶狀組織難以消除,雖然在高溫下或緩冷過程中,碳能夠優先達到相對均勻,然而代位原子均勻化十分困難,這些合金元素難以達到均勻狀態,尤其是碳化物形成元素的阻礙碳原子的擴散,實際上碳也難以十分均勻。這***是樹枝偏析能夠穩定存在的原因。但是在具有一次帶狀的熱變形鋼中可以出現二次帶狀,也可以不出現二次帶狀,控制相變條件***可以控制二次帶狀組織。
    帶狀組織的存在使得鉆桿工件中的化學成分不均勻性。對鋼的使用性能有很大的影響,特別使鋼的沖擊韌性降低,降低橫向的塑性和斷裂韌性。
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