N10276管件生產工藝設計

1、浙江志達管業(yè)有限公司N10276(C276)標準工廠制造的鎳和鎳合金管配件標準規(guī)范：ASTM B575 最新版為2015e版我們制造的有縫管件，采用依據該項標準生產的板材，標準規(guī)定了N10276材料的硬度、化學成分、力學性能等。化學成分nN10276(C276)n我們以往做奧氏體鋼（如316L、304L等）以及雙相不銹鋼（如S32205、S32750等）都屬于鐵基材料的，主要成份為鐵。而這次16GW477訂單生產的的材料N10276（C276）為鎳基，即其主要成分構成為鎳，一般占該材料總含量的60%左右。我們都知道鎳元素是不銹鋼中最重要組成元素之一，國外有實驗證明：純度為99%的鎳，在正常使用

2、過程中，20年內不會發(fā)生銹痕。N10276具有出色的耐點腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕開裂性能。這項材料主要在接觸含氯化物有機物的元件和催化系統(tǒng)中。尤其適合在高溫、混有雜質的無機酸和有機酸（如甲酸和乙酸）、海水腐蝕環(huán)境中使用。CSiMnPSCrNiMoVCoWFe0.010.081.000.040.0314.5-16.5余量余量15.0-17.00.352.53.0-4.54.0-7.0機械性能n力學性能nN10276(C276)它的力學特點是，高強度，高延伸率。各項特點類似于254Mo，但是又比254Mo塑性更好。n但是，是不是真如數據顯示出的那樣塑性很好？非常好加工呢？材料材料標準標準抗拉強度抗

3、拉強度屈服強度屈服強度延伸率延伸率硬度硬度HRBHRBN10276N10276ASTM B366ASTM B3666906902832834040100100WP316LWP316LASTM A403ASTM A40348548517017028289090WPS32205WPS32205ASTM A815ASTM A8156556554504502020HRC32HRC32S31254S31254ASTM A403ASTM A403650-820650-820300300282889-9789-97316L，我們看到做了拉伸試驗后，具有很好的延伸性（試樣得到了很大的伸長），同時，我們看到斷面

4、，在斷裂之前，出現了很大的收縮（斷面收縮率）。S32205，低延伸率，有一定的斷面收縮。N10276,材料得到的大幅度的延伸，但斷裂處，端面無區(qū)別性收縮，甚至出現硬化斷裂的現象。塑性n塑性是指金屬材料在載荷外力的作用下，產生永久變形（塑性變形）而不被破 壞的能力。金屬材料在受到拉伸時，長度和橫截面積都要發(fā)生變化，因此，金屬的塑性可以用長度的伸長（延伸率）和斷面的收縮（斷面收縮率）兩個指標來衡量。n材料的延伸率和斷面收縮率值越大，塑性越好。兩者相比，用斷面收縮率表示塑性更接近材料的真實應變 。nN10276延伸率比較大，斷面差異化收縮小，這種材料的具有 較強的特點。加工硬化下料、成型n下料可以采

5、用冷、熱切削的方式（鋸床、等離子）。一般不影響后續(xù)加工成型。n成型，由于N10276材料雖然具備良好的塑性，但同時其加工硬化數率較高。具體表現在當其一次冷加工變形量超過15%時，極其容易產生由于硬化帶來脆性斷裂。這種情況我們在生產一般的雙相鋼、超級奧氏體鋼時有遇見過，但不會像N10276這般敏感。n變形量計算：=（力x長度）/（3x彈性模量x截面二次軸距）n彈性模量：N10276材料在0-100時，取209-204.n截面二次軸距： x （大圓直徑四次方-小圓直徑四次方）/ 64這個公式有點復雜，關鍵點在于材料在不同溫度下的其彈性模量是不同的，一般隨溫度增大而變小。成型n熱成型：nN10276

6、的熱成型（彎曲）溫度，推薦在1000以上。由于其敏化區(qū)域在1000-600左右，所以應該盡量避開該溫度區(qū)間，進行熱成型。而熱成型的N10276材料，應再固溶熱處理，否則將影響其耐腐蝕的性能。n冷成型：我們說到其加工硬化率大于奧氏體不銹鋼，因此要確認工件（材料）應為固溶熱處理態(tài)。工件表面進行保護，不能直接接觸鐵碳金屬。n上面說過，若冷軋變形量大于 15%，則需要對工件進行二次固溶處理。建議是中間退火。但絕對不允許，采用乙炔、氧氣的方式來加熱。禁止禁止熱處理n熱處理nN10276標準要求不低于1121進行熱處理，并快速水冷。熱處理后的硬度應確定HRB100，雖然ASTM B575標準里注：硬度值只

7、顯示為信息的目的，不作為接受或拒絕的基礎。但是在后續(xù)的加工和焊接后，硬度將有有一定程度的提升，所以為保證后期工序的順利，熱處理后硬度必須保證在標準范圍內。n因為熱處理過程中，材料對硫、磷、鉛等元素較為敏感，極容易影響其合金性能，從而在后期的耐蝕性等方面對材料造成不可逆轉的缺陷。所以，在熱處理之前及熱處理過程中應始終保持工件清潔和無污染。去掉工件表面的油污尤其重要，油性記號筆、潤滑油、油漆等都應該先去除干凈。酸洗n酸洗nN10276材料其熱處理后，表面氧化皮附著力強，加上其強耐蝕性，氧化皮非常難酸洗干凈。建議直接采用拋光、噴砂、拋丸后再浸泡酸洗溶液（氫氟酸、硝酸），能達到非常好的表面光澤。整形n

8、整形nN10276的產品，在整形過程中，不允許采用氧氣、乙炔等形式的加熱敲擊的工藝。加熱燒紅后，因為已經明確在600-1000，將影響該材料合金性能，主要在耐蝕性，對力學性能的影響較為有限。n不允許用鐵錘敲擊，必須用不銹鋼錘子。n叉車叉運時，必須套不銹鋼保護套。焊接n焊材nASME 卷確定了，N10276材料采用NiCrMo-4焊材，焊材標準參照AWS A5.14。n母材n板厚度在2.5-15mm對焊時，可采用V型坡口，12mm以下可不留鈍邊，12mm以上的以采用2mm以內的鈍邊。n焊接時，由于焊接轉盤或支架是鐵碳金屬的，應該做保護和隔離。焊接n焊接環(huán)境n盡量降低空氣中鐵離子粉塵，保持潔凈，注

9、意側風。n焊接端部（坡口）n一定要研磨干凈平整，允許不過熱的精磨，工件表面清潔，在焊接端部至少30mm區(qū)域必須打磨干凈光亮。n鎳基合金物理性能特點主要是低的熱導率和高的膨脹系數，這些特性都要在焊接坡口準備時予以考慮，包括加寬底部間隙（ 13mm），同時由于熔融金屬的粘滯性，在對接焊時應采用更大的坡口角度 60 70）以抵消材料的收縮。焊接條件n坡口打磨后，不可再用手套碰觸工件，杜絕有害物質與工件接觸，焊接時融入焊縫。n防止與低熔點的金屬接觸（如鉛、銅等），以避免碳或硫的增加而形成不穩(wěn)定金屬的脆化。n打磨的砂輪應是無鐵離子，其粘結劑應是非有機樹脂。n焊接件，組裝時不應是強制組裝的，會造成焊接后產

10、品的局部硬化。焊接n焊接參數n層間溫度：100。即多道焊時，每焊完一道，先等其冷卻至100以內，再進行下一道次的焊接。這是保證焊縫金屬成分和焊縫耐蝕性能要求的。n參數n之前我們焊接的8mm板使用的參數，焊接后拉伸、彎曲試驗均通過。材料材料厚度厚度電流范圍電流范圍焊接道次焊接道次 電壓范圍電壓范圍焊接速度焊接速度N10276N102768mm8mm120-160120-1604 414-1814-18110-130mm/min110-130mm/min焊接nPQR/WPSnWPQ:采用GTAW方式焊接，焊工資質從奧氏體鋼、雙相不銹鋼、鎳基合金互相覆蓋。n從焊接參數看，也類似于普通鋼材的焊接。n但

11、是由于其熔池流動性較普通奧氏體鋼差，焊接電流過大時，出現焊縫表面成型不好看，表面氧化較快等情況。焊接n補焊n產品需要補焊時，參數可以參照WPS第2-n道次的要求進行焊接操作。n必須采用砂輪盤測底清除缺陷處，并保證焊縫內干凈，將缺陷打磨成60-70的槽，再進行填充、蓋面焊。n焊絲宜采用2.4的焊絲，小電流，小焊接速度施焊。焊后進行焊縫表面酸洗。焊接產品焊接n焊后熱處理n一般未做要求，N10276在嚴格的焊接工藝下，焊后依然能達到良好的力學性能，在熱影響區(qū)硬度方面會有所有增加。如果成型的工件，有經過固溶熱處理，那么焊接后產品的硬度應該完全能滿足標準限定值。n在絕大多數腐蝕環(huán)境下，C-276都能以焊接件的形式應用。但在十分苛刻的環(huán)境中，C-276材料及焊接件要進行固溶熱處理以獲得最好的抗腐蝕性能。n焊后，焊縫溫度過高，可以采用鋼絲刷快速刷掉其焊縫的氧化皮。一般情況下，酸洗是焊后的處理工序。焊接n熱輸出值n德國蒂森克虜伯公司（一家大型的有N10276豐富生產經驗的廠商）推薦采用GTAW焊接時熱輸出值小于8Kj/cmn熱輸出值計算：Kj/cm=（60*電流*電壓）/焊接速度*1000機加工n機加工n由于 N10276 對加工硬化敏感，因此宜采