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17-4PH 不锈钢开裂(请教8爷)

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发表于 2018-5-23 06:25:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 zerowing 于 2018-5-23 07:15 编辑

@2266998 八爷,请教个问题。
有一根17-4PH不锈钢的管子,128mm外径。在扭矩12000N*m下运行。50小时后发现从螺纹配合端面起出现连续裂纹,裂纹沿轴向延伸,并且内外都有,且平行,具体可见下图。目前我吃不准究竟是Cu Ni元素的偏析导致的开裂,还是应力腐蚀开裂。零件已经发实验室取样检查去了。华新丽华的料。

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 楼主| 发表于 2018-6-2 13:08:01 | 显示全部楼层
2266998 发表于 2018-5-23 10:10
看到你说是棒料,棒料比无缝管的问题更多,

棒料压缩比不够的话,根本不能用在受扭,我玩大棒材的,这个跟 ...

感谢8爷的讲解。明白了不少。
重新根据ASTM E1268 进行了对比评定。确实属于无取向,非带状马氏体组织中存在的有取向,伸长状,局部带状铁素体,形式。虽ASTM没有对带状量化进行规定。但是即便如此,也基本可以确定问题原因了。
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发表于 2018-5-23 10:02:07 | 显示全部楼层
问一下管子什么轧制工艺的,横向没有压缩比或比较小,再就是原始纵向缺陷在轧制过程中被延伸,使得受扭矩容易有顺纤维裂纹,再看腐蚀原因有多少,偏析不是像你说这种大规模的发生,是局部,另外,偏析不是这个模式,

你这么想一个问题,就明白了,比如焊管,有纵向焊缝,这本身是薄弱点,而焊缝内有纵向缺陷,受扭就会纵裂,为什么,焊缝处薄弱,并且没有压力加工,尤其受交变或双向冲击,看过金相你再告诉我,

合格材料受扭转而破坏,都是斜切口,应力方向,纵裂,是延纤维受剪切,错层开裂,类似问题,厚钢板的Z向不行的时候,就表现为层间拉撕开,

为什么会层间撕裂?就是内部有缺陷,比如非金属夹杂,在轧制过程中,缺陷被延展为片状,而无缝钢管管坯有缺陷的时候,在连轧状态下,缺陷被延展为顺纤维的层状结构或线状体,表现为层间分离,受力以后,层间撕裂,

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感谢8爷。  发表于 2018-5-23 10:16
下面详细给你分析了,把管子横向锯开,再找到纵裂面,刨开,先粗看断口i,这种直线裂纹都很粗糙,不会是细致断面,再把典型断面送金相,再论  发表于 2018-5-23 10:13
而如果是内部有缺陷,我就要等试验室对裂纹部分的分析结果了。  发表于 2018-5-23 10:05
抱歉8爷,是我描述不当。不是扎制的管子。是棒料加工掉了中心部分 。金相的部分等实验室一有结果我就补上来  发表于 2018-5-23 10:03

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发表于 2018-5-23 10:10:50 | 显示全部楼层
看到你说是棒料,棒料比无缝管的问题更多,

棒料压缩比不够的话,根本不能用在受扭,我玩大棒材的,这个跟坯料关系很大,多大的连铸坯能出多大的棒料有讲究,不是随便什么尺寸就能当你这个用的,另外,受扭矩到一个水平,不能用一般连铸坯,要用锻造坯,开坯以后走德国连锻机,打到尺寸再轧,很讲究的,

就一点了,没有压缩比不行,肯定很快就破坏,再一个就是原始坯料的来源一定非常清楚,我常说我自己监督炼钢,就是这个问题,我必须看见那炉钢水,在国内看不见钢水了,就索性进口瑞典材料,保证你没问题了,人家信誉好,你提要求了,100%按你要求干,只是非常贵,

把纵裂面做了金相,看组织,看夹杂怎么拉伸延展的,问题就是我说的,但金相还是必须做的,这是科学,

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明白了,感谢8爷。你这么说完我就明白了。试样是今天发走的。金相和成分结果出来后,我补充上来 。  发表于 2018-5-23 10:15

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 楼主| 发表于 2018-5-23 10:12:11 | 显示全部楼层
目前收集到的信息是,不排除使用环境存在硫化氢腐蚀环境 ,但基本的运行环境中零件周围是聚合物泥浆,微碱性,但氯离子含量很低。另外,与该零件连接的其他零件强度相对该零件更低,且运行后其他零件正常,未发现有裂纹等失效形式 。

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感谢8爷。  发表于 2018-5-23 10:26
含镍材料容易有这个问题,高硫场合要避免使用,连高温叶片都有这个缺陷,而尾气硫不算高,就是硫与高速冲刷,合成作用很厉害,这都是有定论的  发表于 2018-5-23 10:18
前面说过了,腐蚀也有这个问题,尤其有高速纵向冲刷的,晶间在纵向上已经断裂,就跟前面分析原始纵向缺陷是一个结果,这些我都见过,先去化验  发表于 2018-5-23 10:16
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发表于 2018-5-23 11:16:09 | 显示全部楼层
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谢八爷回复,小子一定努力  发表于 2018-5-23 13:53
米国公司跟中国不同,都有类似分析能力,摆桌子上,大家开侃,你去了,就见识了,  发表于 2018-5-23 11:21
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发表于 2018-5-23 11:18:50 | 显示全部楼层
大侠这是在国内还是国外?
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发表于 2018-5-23 12:33:29 | 显示全部楼层
8爷,我有一点不明白,请教您,高硫化氢环境下,石油井下工具一般都采用镍基合金,包括住友的一些资料上也是这么推荐的。既然含镍材料在高硫环境中存在问题,那么推荐镍基合金又是什么机理呢

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含镍钢在含硫和一氧化碳的气氛中加热时易发生热脆和侵蚀性气孔  发表于 2018-5-23 19:55
NACE 0175我知道,不是规范的问题,我问的是背后的机理和原因。  发表于 2018-5-23 14:02
有条件,NACE里都有说明,包括不同的材料做什么热处理  发表于 2018-5-23 13:33
大侠,这是8爷原话,我推测,高硫中的高应该是高速的意思  发表于 2018-5-23 12:58
含镍材料容易有这个问题,高硫场合要避免使用,连高温叶片都有这个缺陷,而尾气硫不算高,就是硫与高速冲刷,合成作用很厉害,这都是有定论的  发表于 2018-5-23 12:57
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发表于 2018-5-23 12:36:59 | 显示全部楼层
怎么看起来像竹子拧坏了
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发表于 2018-5-23 12:54:10 | 显示全部楼层
讲的都是重点,要做笔记的
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 楼主| 发表于 2018-5-23 13:49:10 | 显示全部楼层
无知 发表于 2018-5-23 12:33
8爷,我有一点不明白,请教您,高硫化氢环境下,石油井下工具一般都采用镍基合金,包括住友的一些资料上也 ...

17-4 PH 的耐硫性确实是很差的。这点不用质疑。

另外,如果我没记错的话,石油井下工具多数是镍铬合金,而不是镍基合金。比如铁母肯的4330v,4145。P系列管线钢等。镍基合金一般是无磁不锈钢系列。针对高硫环境有时还需要硫化或双硫化处理。
我这也是二了,用的地方什么井况也不清楚。还是等金相吧。另外得抽空学学轧制那部分的东西。不玩材料过不下去了。8爷教育完,去翻了翻MC,妈的,HR。估计八九不离十是8爷说的情况了。




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