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        16Mn無縫鋼管,16Mn無縫管,16Mn鋼管,16MnDG無縫鋼管-天津寶嶺鋼管貿易有限公司


        具體16mn無縫鋼管構筑成形方法

        具體16mn無縫鋼管構筑成形方法

        具體16mn無縫鋼管構筑成形方法

        具體來說是通過構筑方式實現16mn無縫鋼管或16mn無縫鋼管基材料成形的加工方法。背景技術:16mn無縫鋼管材料是人類歷史發展中最不可或缺的材料,實現大尺寸16mn無縫鋼管器件的低成本制造本發明涉及一種16mn無縫鋼管材料制造方法?;谄涞锰飒毢竦牧畠r性、強韌性、耐久性等特點,16mn無縫鋼管在當代材料工業中始終占據主導地位。經過數千年的積累,人類已掌握一整套相當成熟的16mn無縫鋼管材料生產技術,例如傳統的鋼鐵生產歷經冶煉、澆鑄、壓力加工和熱處理工序,產品質量穩定,價格低廉。近年來出現的16mn無縫鋼管基復合材料結合了16mn無縫鋼管材料與非16mn無縫鋼管材料的優點,具有比重小、比強度高等特點,進一步拓寬了16mn無縫鋼管材料的應用范圍。一些關鍵領域對復合界面的結合強度要求較高,傳統的爆炸復合方式由于在常溫下壓力復合,界面上存在顯微缺陷,已難以滿足要求,需要開發更加可靠、更加安全的新的16mn無縫鋼管復合方法。技術實現要素:本發明的目的于提供一種制備大型16mn無縫鋼管材料或復合16mn無縫鋼管材料的構筑成形方法,以鑄坯、鍛坯、軋坯等為基元,通過表面加工和清潔后,將多個基元封裝在一起,并使界面內部保持高真空狀態,然后施加以鐓粗變形、鍛間保溫、多向鍛造為特點的鍛焊工藝,最終制備優質大型16mn無縫鋼管器件。其中鍛焊是指在高溫鍛造過程中,

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        通過不同基元間的原子擴散使界面充分焊合而實現冶金連接的過程。本發明的技術方案為:一種16mn無縫鋼管構筑成形方法,包括如下步驟:首先制備基元:將多塊小規格16mn無縫鋼管坯(可為鑄坯、鍛坯或軋坯)下料為指定尺寸,通過機械加工方式將表面加工平整,露出新鮮16mn無縫鋼管,并采用有機溶劑清洗潔凈,處理后的坯料稱之為基元;然后將基元構筑、封焊成預制坯:將多塊基元按照使用需求進行排列組合,堆垛成大規格長方體或圓柱體,采用廉價16mn無縫鋼管板將構筑后的坯料整體封裝成箱,并對箱內抽真空處理;或采用真空焊接方式分別將各基元間的界面封裝;q355b方管封裝后的坯料稱之為預制坯;然后將預制坯鍛焊成毛坯:將封裝后的預制坯加熱到指定溫度出爐,液壓機上進行鍛造,實施鐓粗變形、鍛間保溫的措施,使界面充分焊合,實現冶金連接,成為一體化的毛坯;最后成形為器件:將毛坯采用鍛造、軋制等壓力加工方式進一步成形,采用機加工方式精確成形為最終規格尺寸。該方法的具體步驟如下:第一步,按照預先計算好的尺寸規格裁切16mn無縫鋼管坯;第二步,加工、清洗16mn無縫鋼管坯表面;第三步,按照使用需求將多塊16mn無縫鋼管坯排列組合、堆垛;第四步,將排列后的16mn無縫鋼管坯封裝,使各接觸界面處于真空狀態;第五步,對封裝后的16mn無縫鋼管坯實施鍛前加熱;第六步,對16mn無縫鋼管坯實施(多向)鐓粗變形鍛焊;第七步,對16mn無縫鋼管坯實施保溫擴散連接;


        ,將16mn無縫鋼管坯加工成形至最終規格尺寸。所述的16mn無縫鋼管構筑成形方法,第一步中,裁切16mn無縫鋼管坯時,將坯料裁切成板型。準備合適數量裁切后的板坯,使其疊加之后總高度與寬度/厚度的比例不超過3∶1便于實施鐓粗變形。所述的16mn無縫鋼管構筑成形方法,第二步中,采用角磨、鋼刷打磨16mn無縫鋼管坯表面,去除氧化皮,必要時采用銑床加工表面。然后采用丙酮、酒精等有機溶劑清洗表面,保障表面高度清潔,露出新鮮16mn無縫鋼管。所述的16mn無縫鋼管構筑成形方法,第三步中,按照使用需求,將多塊16mn無縫鋼管坯排列組合、堆垛成大規格長方體,使邊緣對齊。排列方式可為堆垛成多層,每層包括一個基元,也可為堆垛成多層,每層包括多個基元。所述的16mn無縫鋼管構筑成形方法,第四步中,采用廉價16mn無縫鋼管板將構筑后的坯料整體封裝成箱,箱體預留抽真空接口,對箱內抽真空處理后再封堵接口;或將堆垛后的坯料整體放入真空室內,再采用真空焊接方式分別將各基元間的界面封裝,封裝界面的焊接深度為1050mm所述的16mn無縫鋼管構筑成形方法,第五步中,將焊接完成的坯料送入加熱爐加熱,加熱溫度為0.8至0.9TmTm為材料的熔點,單位為℃。優選溫度為0.85Tm所述的16mn無縫鋼管構筑成形方法,第六步中,將加熱后的坯料水平放置于鍛壓機操作平臺上,使首次變形方向垂直于坯料內界面最多的方向;采用鐓粗板對坯料進行鐓粗;首先壓下坯料總高度的10-20%;重復此變形動作于長方體坯料的三個法線方向,直至各接觸界面均產生變形。

        所述的16mn無縫鋼管構筑成形方法,第七步中,將鐓粗后的坯料送回加熱爐加熱,實施高溫擴散,加熱溫度為0.85TmTm為材料的熔點,單位為℃;坯料溫度均勻后保溫時間為3至8小時,優選時間為5小時。所述的16mn無縫鋼管構筑成形方法,第八步中,將鍛焊成一體的坯料通過鍛造、軋制等壓力加工方式進一步成形,采用機加工方式精確成形為最終規格尺寸。本發明的物理冶金學和力學分析如下:16mn無縫鋼管坯疊加、封焊邊緣之后,雖然在宏觀上界面兩側的板接觸在一起,實際上由于板坯表面存在一定的粗糙度,微觀上兩塊板之間是多點接觸,接觸點之間存在大量空隙,這種空隙可以等效為孔洞。以其中一個孔洞為例,分析其在坯料鐓粗鍛造過程的演化歷程:如圖1所示,a變形開始階段,孔洞被壓扁,晶粒發生畸變;b孔洞宏觀上閉合,形成裂紋狀缺陷,基體發生再結晶;c裂紋缺陷失穩分解為圓柱體或球狀微孔洞;d晶界遷移、晶粒長大,微孔洞在原子擴散作用下逐漸消失,兩塊板坯之間實現冶金結合??锥葱腿毕莸挠线^程包括孔洞的閉合與閉合表面的焊合:閉合是指孔洞表面在應力應變的作用下實現物理接觸,焊合是指閉合表面在一定溫度、接觸壓力以及保溫時間的條件下通過擴散、再結晶等方式實現冶金結合。閉合是實現焊合的前提,采用鍛造方式加工真空疊焊或真空封箱后的預制坯,預制坯中心的應變量遠大于軋制方法,能夠保證缺陷的閉合。焊合是實現缺陷完全愈合的關鍵,發明人前期通過系統的實驗研究,發現顯微尺度上一些缺陷雖然已經閉合,但尚未焊合,外力作用下極易重新張開。同時,剛剛焊合的界面成分、組織與基體存在較大差異,形成“結合帶”這種“瘢痕”組織需變形后長時間高溫熱處理才能完全消除?;谏鲜隹紤],本發明提出了鍛間保溫”和“多向鍛造”方法實現界面的愈合和成分、組織的均勻化。鍛間保溫”可以保障通過高溫擴散,使變形時微觀上仍存在顯微孔洞完全愈合;多向鍛造”可以保障焊合界面在多個方向上均發生大變形,使界面上殘留的氧化膜盡可能地分散到基體當中,降低其對力學性能的危害。上述方法結合使用,可以最大程度上實現界面與基體的一致性。本發明突破了16mn無縫鋼管器件的母材只能比其更大的傳統思維,使用品質更優、成本更低的小型16mn無縫鋼管坯構筑成形,具有如下的優點和有益效果:1實現大尺寸16mn無縫鋼管器件的均質化制造。采用多塊體積更小的16mn無縫鋼管坯作為構筑基元,由于凝固速度快,因此其成分均勻性遠遠好于傳統整體鑄造的大型16mn無縫鋼管坯,此基礎上構筑而成的大尺寸16mn無縫鋼管器件不存在顯著的宏觀偏析。2實現大尺寸16mn無縫鋼管器件的致密化制造。采用多塊體積更小的16mn無縫鋼管坯作為構筑基元,由于凝固速度快,幾乎可以實現同時凝固,因此坯料內部集中的縮孔疏松少。焊合界面經變形、保溫和多向鍛造后,致密性高于傳統整體鑄坯制成的鍛件。3實現大尺寸16mn無縫鋼管器件的純凈化制造。采用多塊體積更小的16mn無縫鋼管坯作為構筑基元,由于制備成本、難度低,因此可采用各種靈活的精煉方法實現基元的純凈化,此基礎上構筑而成的大尺寸16mn無縫鋼管器件純凈度高于傳統整體鑄坯制成的鍛件。


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