浙江至德鋼業(yè)有限公司通過宏觀檢查、金相分析、顯微硬度測量、掃描電鏡觀察，分析了不銹鋼管在冷軋過程中出現較嚴重裂紋的原因。分析表明，在不銹鋼管裂紋附近區(qū)域夾雜的不連續(xù)顆粒狀的硬α相是導致管材在冷軋過程中開裂的主要原因。不銹鋼具有密度小、強度高、耐熱、耐腐蝕等優(yōu)點，使得不銹鋼管在航空航天、石油化工、海水淡化、濱海電站等領域得到了廣泛應用。不銹鋼管可分為無縫管和有縫管。無縫管按加工方法又分為擠壓管、旋壓管、軋管、拉伸管或軋制—拉伸管；有縫管有焊接管或焊接—軋制管。盡管焊管有代替無縫管的趨勢，但像重要的化工裝置、航空液壓管路及火箭發(fā)動機燃料導管等，為保證安全，無縫管仍不能被焊管取代。在不銹鋼的加工中，冷軋無縫管的加工工序復雜、生產周期長、加工難度大、成品率低，常見的缺陷主要有表面劃傷、管端開裂、外橢圓度大、內表面擦傷、內表面麻坑、環(huán)狀壓痕、壁厚不均、尺寸超差、表面裂紋、金屬或非金屬壓入、波浪、飛邊壓入等，各種缺陷產生的原因需結合具體材料、實際生產工藝、設備情況作具體分析。浙江不銹鋼管廠生產的不銹鋼管在成品軋制過程中局部出現了不同程度的裂紋缺陷，因此，至德鋼業(yè)通過宏觀檢查、掃描電鏡觀察、金相分析、顯微硬度測量等方法，分析裂紋產生的原因。

   試驗材料為不銹鋼管，成品管材規(guī)格為43mm×3mm。其工藝流程為：不銹鋼圓鋼→扒皮→加熱→鍛造→打定心孔→車皮→加熱→斜軋穿孔→表面處理→退火→二輥軋輥機冷軋→除油→真空退火→三輥軋輥機冷軋→除油→退火→精整→成品檢驗→切定尺→包裝。不銹鋼管深完畢后可以看出，鋼管軸向分布有縮孔狀裂口，并以裂口為中心擴展有多處裂紋，裂紋深入到鈦管內壁，裂紋形貌有別于不銹鋼管生產中典型的縱向裂紋和橫向裂紋形狀。從管材內表面看，有裂紋的區(qū)域明顯發(fā)亮，硬摩擦痕跡明顯，裂口處不光滑，且疑似有與管材基體不一樣的組織?？梢姡讳P鋼管橫斷面有顏色不同的區(qū)域，在試樣拋光態(tài)和腐蝕后都發(fā)現有發(fā)亮區(qū)域，裂紋是從發(fā)亮組織向周圍擴展的。通過實驗可以看出，沿軸向有非連續(xù)狀分布的大顆粒的發(fā)亮物，在低倍下觀察，如圖圖所示，可以看到發(fā)亮組織內部不同程度的碎裂，有大量微裂紋存在，內部變形流線不明顯；顏色較深的為形變組織，變形流線較明顯，形變組織沿軋制方向流動并包裹了發(fā)亮組織，可以觀察到在發(fā)亮組織與發(fā)暗組織之間形成了空穴，之后形變組織受擠壓又匯合在一起，但是匯合后仍有裂縫存在。在不銹鋼管冷軋過程中，管內壁變形量較大，所以在軋制過程中，容易變形的組織流動大，大顆粒物不能被完全包裹而顯露在管內壁。

   至德鋼業(yè)研究人員，在日常不銹鋼管生產過程中通過實驗可以看出，在材料中夾雜的未變形發(fā)亮大顆粒為等軸α組織或略有變形的等軸α組織，在等軸α組織和形變α組織之間存在有空穴和裂縫，也能觀察到界面結合較好的等軸α組織和形變α組織，說明在未變形或變形量不大時，等軸α組織和形變α組織是一體的，但是隨著變形量的增大，因夾雜物難以變形，使附近組織發(fā)生不均勻變形而出現了裂紋源并擴展，最后形成了嚴重的裂紋缺陷；在匯合后的形變α組織之間存在有縫隙，在等軸α組織中觀察到了穿晶型裂紋。浙江至德鋼業(yè)有限公司研究人員，通過宏觀檢查及光學金相觀察表明，在不銹鋼管裂紋附近區(qū)域存在有呈不連續(xù)分布的顆粒狀的未變形α相組織，且未變形α相組織的顯微硬度明顯高于基體組織的，是硬脆相。在掃描電鏡下觀察裂紋尖端部位，其微觀斷口特征為解理或準解理斷裂形貌，不銹鋼管裂縫前沿為脆性斷裂。不銹鋼材料中的硬α相是導致管材在冷軋過程中開裂的主要原因，與冷軋工藝無關，屬于冶金缺陷。