CN103543154A - 一种冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法包括以下步骤：A、在冷拔钢管的缺陷处取缺陷试样，以缺陷试样与冷拔钢管表面垂直的平面作为观察面，所述观察面包括缺陷的全貌；B、将缺陷试样制成金相试样并在金相显微镜下观察缺陷的形貌；C、找出缺陷的延伸方向上的拐点，并且拐点满足两个条件：1）拐点处缺陷的延伸方向发生改变；2）拐点之前的缺陷宽度逐渐变细，拐点之后的缺陷宽度先变粗再变细；D、根据冷拔钢管的生产流程及拐点的数量判定冷拔钢管缺陷形成的工序。其中，冷拔钢管是由热轧钢管经过推制并经过至少一次冷拔制得的或是由热轧钢管直接经过至少一次冷拔制得的。

Description

一种冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法

技术领域

本发明属于钢管生产技术领域，更具体地讲，涉及一种冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法。

背景技术

热轧钢管是通过将钢坯加热到1120-1290℃并通过穿孔、延伸与精轧工序得到的预期外径、壁厚与性能的钢管，推制是利用中频感应加热设备将热轧钢管加热到700-800℃并采用二步推进式顶推设备实现热轧钢管的扩径，冷拔钢管是采用液压高精度冷拔机在拉拔力的作用下通过一定形状的模具并使经过预处理的热轧钢管或推制钢管发生加工硬化产生塑形变形而形成的钢管。因此，钢管热轧、冷拔与推制的加工变形温度不同，其金属流动方式、应力状态与变形方式也存在着明显的差异。

一般而言，冷拔钢管的生产流程一般为：

1、热轧钢管——推制——退火（或不退火）、酸洗、磷化、皂化——冷拔——退火（或不退火）、酸洗、皂化——二次冷拔；

2、热轧钢管—推制——退火（或不退火）、酸洗、磷化、皂化——冷拔；

3、热轧钢管——退火（或不退火）、酸洗、磷化、皂化——冷拔——酸洗、磷化、皂化——二次冷拔；

4、热轧钢管——退火（或不退火）、酸洗、磷化、皂化——冷拔。

如果热轧钢管与冷拔钢管的外径、壁厚相近，则直接冷拔一次或二次即可得到冷拔成品钢管；但如果热轧钢管与冷拔钢管的外径、壁厚相差较大，则需先将热轧钢管推制成与成品钢管外径、壁厚相近的钢管后，再冷拔一次或二次得到成品冷拔钢管。

在热轧、推制、冷拔的压力加工过程中，由于多种因素的影响，会出现各种各样的缺陷。为了提高冷拔钢管的质量，降低废品率，必须找到这些缺陷的形成原因，并在产生缺陷的生产环节上加以控制。由于冷拔钢管一般经过了退火、酸洗、磷化、皂化及多道次冷热加工变形的处理，冷拔钢管缺陷内部的化学成分及旁侧的金相组织均发生了较大的变化。因此，通过取样进行常规金相分析来确定冷拔钢管缺陷形成的生产工序较为困难。目前，多通过分析冷拔钢管缺陷的宏观形貌及分布特征，根据经验与理论推导来确定缺陷形成的生产工序。由于缺陷的形貌复杂多变，上述判定方法存在着一定的误差和局限。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够根据冷拔钢管缺陷形貌的变化状况准确判断冷拔钢管缺陷形成工序的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法，其中，所述冷拔钢管是由热轧钢管经过推制并经过至少一次冷拔制得的或是由热轧钢管直接经过至少一次冷拔制得的，所述判定方法包括以下步骤：A、在冷拔钢管的缺陷处取缺陷试样，以所述缺陷试样与冷拔钢管表面垂直的平面作为观察面，所述观察面包括缺陷的全貌；B、将所述缺陷试样制成金相试样并在金相显微镜下观察所述缺陷的形貌；C、找出所述缺陷的延伸方向上的拐点，并且所述拐点满足两个条件：1）所述拐点处缺陷的延伸方向发生改变；2）所述拐点之前的缺陷宽度逐渐变细，所述拐点之后的缺陷宽度先变粗再变细；D、根据冷拔钢管的生产流程及所述拐点的数量判定冷拔钢管缺陷形成的工序。

根据本发明的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法的一个实施例，如果缺陷的延伸方向上无拐点，则冷拔钢管缺陷形成于最后一道压力加工工序；如果缺陷的延伸方向上有N个拐点，则冷拔钢管缺陷形成于倒数第N+1道压力加工工序，N为大于或等于1的正整数，并且所述压力加工工序为热轧、推制或冷拔中的一种。

根据本发明的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法的一个实施例，在所述观察面中，所述缺陷与所述观察面边缘的距离不小于4mm。

根据本发明的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法的一个实施例，所述将缺陷试样制成金相试样的步骤包括：a、将所述缺陷试样的观察面在砂轮上打磨；b、将打磨好的缺陷试样在1#粗砂纸上进行研磨，并且沿同一方向研磨之后将缺陷试样旋转90度后继续研磨；c、将粗磨好的缺陷试样在细砂纸上进行研磨，顺序从1#粗砂纸磨到4#细砂纸，并且沿同一方向研磨之后将缺陷试样旋转90度后继续研磨；d、将细磨好的缺陷试样洗净并在抛光布上抛光，采用1.5um金刚石抛光膏作为抛光剂并采用水作为润滑剂；e、将经过抛光后的试样用酒精洗净即得到金相试样。

因此，本发明通过分析冷拔钢管缺陷形貌的变化状况及延伸方向上的拐点就可以判定冷拔钢管缺陷形成的生产工序，准确度高，推广性强。

附图说明

图1是示例中的冷拔钢管的缺陷试样内表面缺陷的宏观形貌。

图2是图1中的缺陷试样的金相试样表面缺陷的微观形貌。

具体实施方式

在下文中，将结合具体示例来详细说明本发明的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法。

由于在热轧、推制及冷拔三种不同的压力加工方式下钢管的金属流动方式、应力状态与变形方式存在着明显的差异。发明人发现，在热轧工序中所形成的钢管缺陷，经过推制工序或（及）冷拔工序后，其延伸方向上将形成明显的变向，出现拐点，并且拐点之前的缺陷宽度呈逐渐变细的趋势，拐点之后的缺陷宽度先变宽再变细。同时，在推制工序或一次冷拔工序中所形成的钢管缺陷，再经过冷拔工序后，其延伸方向上也会出现类似的拐点。

基于以上发现，就可以通过分析冷拔钢管缺陷形貌的变化状况及延伸方向上的拐点判定冷拔钢管缺陷形成的生产工序。

其中，本发明中所述的冷拔钢管是由热轧钢管经过推制并经过至少一次冷拔制得的，或是由热轧钢管直接经过至少一次冷拔制得的。

根据本发明的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法包括以下步骤：

首先，在冷拔钢管的缺陷处取缺陷试样，以该缺陷试样与冷拔钢管表面垂直的平面作为观察面，该观察面应该能够观察到缺陷的全貌。为了提高判断的准确性，还需要在分析缺陷全貌的同时分析缺陷旁侧的金相组织，因此优选地使观察面上的缺陷与观察面边缘的距离应不小于4mm。其中，可以采用锯切的方式取缺陷试样。

然后，将缺陷试样制成金相试样并在金相显微镜下观察缺陷的形貌。具体地，可以采用常规的金相试样制备方法将缺陷试样制成金相试样，例如包括以下步骤：将所述缺陷试样的观察面在砂轮上打磨；将打磨好的缺陷试样在1#粗砂纸上进行研磨，并且沿同一方向研磨之后将缺陷试样旋转90度后继续研磨；将粗磨好的缺陷试样在细砂纸上进行研磨，顺序从1#粗砂纸磨到4#细砂纸，并且沿同一方向研磨之后将缺陷试样旋转90度后继续研磨；将细磨好的缺陷试样洗净并在抛光布上抛光，采用1.5um金刚石抛光膏作为抛光剂并采用水作为润滑剂；将经过抛光后的试样用酒精洗净即得到金相试样。但本发明的金相试样制备方法不限于此，只要能够制备得到金相试样即可。

之后，找出金相试样上缺陷的延伸方向上的拐点，并且该拐点应该满足以下两个条件：

1）该拐点处缺陷的延伸方向发生改变；

2）该拐点之前的缺陷宽度逐渐变细，该拐点之后的缺陷宽度先变粗再变细。

并且，上述两个条件中的第二个条件为确定拐点的关键条件，而拐点处缺陷的延伸方向的变化角度并不是确定拐点的主要判据，只需拐点处缺陷的延伸方向发生改变即可。

最后，根据冷拔钢管的生产流程及所找出的拐点的数量判定冷拔钢管缺陷形成的工序。具体地，如果缺陷的延伸方向上无拐点，则冷拔钢管缺陷形成于最后一道压力加工工序；如果缺陷的延伸方向上有N个拐点，则冷拔钢管缺陷形成于倒数第N+1道压力加工工序，N为大于或等于1的正整数，并且所述压力加工工序为热轧、推制或冷拔中的一种。

例如，如果缺陷的延伸方向上无拐点，则冷拔钢管缺陷形成于最后一道冷拔工序；如果缺陷的延伸方向上有一个拐点，则冷拔钢管缺陷形成于倒数第二道压力加工工序；如果缺陷的延伸方向上有两个拐点，则冷拔钢管缺陷形成于倒数第三道压力加工工序；如果缺陷的延伸方向上有三个拐点，则冷拔钢管缺陷形成于倒数第四道压力加工工序。

下面结合具体示例来说明本发明的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法。

示例：30CrMo冷拔钢管内表面缺陷的形成工序分析

试样情况：

30CrMo冷拔钢管的生产工艺流程为：

连铸坯—连轧机组热轧为

的钢管—推制为

的钢管（推制温度约为780度）—810℃退火、酸洗、磷化、皂化—1次冷拔为的钢管—810℃退火、酸洗、磷化、皂化—2次冷拔为

的成品钢管—探伤—入库。

根据上述步骤对30CrMo冷拔钢管进行取样和制样，获得缺陷试样的金相试样。图1是30CrMo冷拔钢管的缺陷试样内表面缺陷的宏观形貌，如图1所示，该冷拔钢管的内表面分布着横向的片状缺陷。图2是其金相试样表面缺陷的微观形貌，如图2所示，该缺陷从冷拔钢管的内表面起裂并向基体内部延伸，其延伸方向发生了三次明显的变化，即出现了三个拐点，因此判定冷拔钢管的该缺陷为倒数第四道压力加工工序中产生的，即是由原热轧钢管的内表面缺陷经推制、冷拔后进一步扩展所形成的。

采用本发明的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法后，通过分析冷拔钢管缺陷形貌的变化状况及延伸方向上的拐点就可以判定冷拔钢管缺陷形成的生产工序，准确度高、推广性强。

尽管上面结合实施例示出并描述了本发明的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在这里做出形式和细节上的各种改变。

Claims (4)

1.一种冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法，其特征在于，所述冷拔钢管是由热轧钢管经过推制并经过至少一次冷拔制得的或是由热轧钢管直接经过至少一次冷拔制得的，所述判定方法包括以下步骤：

A、在冷拔钢管的缺陷处取缺陷试样，以所述缺陷试样与冷拔钢管表面垂直的平面作为观察面，所述观察面包括缺陷的全貌；

B、将所述缺陷试样制成金相试样并在金相显微镜下观察所述缺陷的形貌；

C、找出所述缺陷的延伸方向上的拐点，并且所述拐点满足两个条件：1）所述拐点处缺陷的延伸方向发生改变；2）所述拐点之前的缺陷宽度逐渐变细，所述拐点之后的缺陷宽度先变粗再变细；

D、根据冷拔钢管的生产流程及所述拐点的数量判定冷拔钢管缺陷形成的工序。

2.根据权利要求1所述的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法，其特征在于，如果缺陷的延伸方向上无拐点，则冷拔钢管缺陷形成于最后一道压力加工工序；如果缺陷的延伸方向上有N个拐点，则冷拔钢管缺陷形成于倒数第N+1道压力加工工序，N为大于或等于1的正整数，并且所述压力加工工序为热轧、推制或冷拔中的一种。

3.根据权利要求1所述的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法，其特征在于，在所述观察面中，所述缺陷与所述观察面边缘的距离不小于4mm。

4.根据权利要求1所述的冷拔钢管缺陷形成工序的判定方法，其特征在于，所述将缺陷试样制成金相试样的步骤包括：

a、将所述缺陷试样的观察面在砂轮上打磨；

b、将打磨好的缺陷试样在1#粗砂纸上进行研磨，并且沿同一方向研磨之后将缺陷试样旋转90度后继续研磨；

c、将粗磨好的缺陷试样在细砂纸上进行研磨，顺序从1#粗砂纸磨到4#细砂纸，并且沿同一方向研磨之后将缺陷试样旋转90度后继续研磨；

d、将细磨好的缺陷试样洗净并在抛光布上抛光，采用1.5um金刚石抛光膏作为抛光剂并采用水作为润滑剂；

e、将经过抛光后的试样用酒精洗净即得到金相试样。

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