热处理对304管胀管性能的影响

       304管具有优良的耐蚀性和耐热性，优良的低温强度和力学性能，而且由于成分是奥氏体组织，无热处理硬化现象，304管常用的焊接方法为TIG焊接，在焊接过程中容易出现焊缝区和热影响区的组织不均匀，使质量下降，而且，不锈钢管在胀管加工过程中出现高比例的焊缝开裂，提高了生产成本，影响其产品质量，造成额外的经济损失。

       热处理是一种提高材料力学性能的有效方法之一，304为奥氏体不锈钢，固溶处理可以获得单相奥氏体组织，可以提高抗腐蚀能力和力学性能。本文就来说说热处理对304管胀管性能的影响。

       热处理工艺
       为了使奥氏体化更完全，对304钢的热处理增加预热。选择3种热处理工艺对不锈钢管进行热处理：工艺1，850℃保温2h出炉水冷，再采用340℃保温1h出炉空冷；工艺2，1050℃保温2h出炉水冷，再采用340℃保温1h出炉空冷；工艺3，850℃保温预热1h，接着升温到1050℃保温2h出炉水冷，再340℃保温1h空冷。        热处理工艺对焊缝组织的影响
       焊缝呈较为细小的铁素体，且与母材熔合良好，焊缝与母材结合处铁素体偏聚严重，出现一条暗黑色的带状结合线。铁素体的析出降低了焊缝的塑性性能，这是不锈钢管胀管过程中开裂的主要原因。铁素体的析出主要是由于在焊接过程的热输入，并在随后的冷却速度较慢，使铁素体有足够的时间析出。        工艺1的焊缝组织为细小的柱状晶形态，和焊态组织相比没有太大的变化。
       工艺2的焊缝组织出现了奥氏体化的趋势，但是奥氏体化并不完全，组织为奥氏体和铁素体柱状晶同时存在的组织状态。
       工艺3的焊缝呈较为粗大的奥氏体柱状晶形态，焊缝组织完全奥氏体化，使得焊缝强度和韧性不低于母材，而且塑性良好。这也是不锈钢管胀管的直径胀到原来直径的2倍，胀管开裂率能降低到了3%的主要原因。
       热处理明显改善了不锈钢管焊缝的强韧性等力学性能。

       热处理工艺对胀管表面质量的影响
       液压胀管和钢管接触介质为高压乳化液，属柔性接触，对钢管表面质量不存在不利影响。但是由于钢管直径的扩大，管材表面还是产生大量的微裂纹，热处理工艺对于钢管表面的微裂纹也有很大的影响。热处理前304管胀管后的表面裂纹形态为长条状的深裂纹。工艺3热处理后的胀管表面出现的裂纹短而浅，呈网状分布。经过热处理的不锈钢管是单一的奥氏体，其塑性更好，因此在变形过程中裂纹的产生减少，裂纹短而浅且方向性不强。        以上就是热处理对304管胀管性能的影响，304管最佳热处理工艺为：850℃保温预热1h，升温到1050℃保温2h出炉水冷，340℃回火1h空冷，经过热处理的不锈钢管胀管开裂率降低到了3%；增加预热处理有利于焊缝组织的充分转变，热处理后焊缝的显微组织为柱状奥氏体和完全奥氏体化的母材，焊缝与母材熔合区组织不均匀已经消除；热处理态的不锈钢管胀管表面的裂纹短而浅。

参考资料：黄仲佳，刘明朗—热处理工艺对304不锈钢管胀管性能的影响