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精密管技术

精密大口径无缝钢管现货焊缝晶粒

实验结果表明,精密大口径无缝钢管现货焊缝晶粒生长的线速度随平均线速度呈波浪式变化,并且波形起伏幅度越来越小,最终趋于平均线速度。应当注意的是,晶粒(核)长大需要某种能量,这种能量由两个部分构成:一是由于体积增大而使体系自由能降低;

二是由于10#高精密大口径钢管体积增大而产生的新固相表面使系统的自由能增大。随着精密大口径无缝钢管现货晶核的长大,晶核增大的表面能比晶核形成时增加的表面能小,晶核长大比形核要求的过冷度要小。因而,精密大口径无缝钢管现货焊缝金属开始凝固时,优先在母材基体上生长。5.1.4精密大口径无缝钢管现货熔池晶型分析结果表明,焊缝晶型主要为柱状晶和少量的等轴晶,晶型为晶型。

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通过显微镜下的显微分析,可发现各柱状晶中都有不同的晶型,如平面、胞晶、枝晶等。不同的精密大口径无缝钢管现货晶型是由金属纯度和散热性条件不同所造成的。在结晶过程中,晶体的核和长度大多必须有一定的过冷。因为大口径薄壁精密钢管纯金属凝固结晶过程中没有化学成分的变化,纯金属的凝固点理论上是恒温的。

液中过冷程度取决于20#高精密大口径钢管结晶点以下的实际结晶温度。随着冷却速率的增加,实际结晶温度降低,过冷程度增大。在工业生产中,大多数金属都是合金,即使是纯金属,理论上也没有达到纯度。晶化温度受组分的影响,先结晶与后结晶的精密大口径无缝钢管现货固液相组成也不同,导致固-液界面一定区域的组分变化。

结果,合金在凝固时,除因实际温度而引起的过冷(温度过冷)外,还存在因固-液界面成分变化而引起的成分过冷。因此合金在结晶时不需要很大的过冷就能产生枝晶,并且随着精密大口径无缝钢管现货过冷度的不同,晶体生长出不同的结晶形态。按组分过冷理论分析,由于过冷度的不同,会导致精密大口径无缝钢管现货焊缝组织产生不同的形貌。

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实验结果表明,结晶形态可分为五种类型:平面晶型、胞状晶、胞状晶、枝晶和等轴晶。各种精密大口径无缝钢管现货结晶形态都有内因。试验结果表明,精密的大口径碳钢管结晶形态主要由合金中的溶质浓度C0、结晶速度R(或晶粒长大速度)和液相中温度梯度G等因素决定。

晶化速度r和温度梯度g一定时,随着合金精密大口径无缝钢管现货中溶质浓度的增加,成分过冷程度增加,结晶形态从平面结晶变为细胞结晶、细胞结晶、枝结晶,最后得到等轴结晶。

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