合金元素對冷拔無縫鋼管機械性能的影響

    冷拔無縫鋼（gāng）管材料的強化方法
    冷拔無縫鋼管材料的（de）強化途徑，主要有以下幾個方麵；
    (1)結晶（jīng）強化。結晶（jīng）強化就是通（tōng）過控製結晶條件，在凝固結晶以後獲（huò）得（dé）良好的宏觀組織和顯微組織，從而提高冷拔無縫鋼管材料的性能。它包括：
    1） 細化晶粒。細化（huà）晶（jīng）粒可以使冷拔無縫鋼管組（zǔ）織中包含較多（duō）的（de）晶界，由於晶界（jiè）具有阻（zǔ）礙滑移變形作（zuò）用，因（yīn）而可使冷拔無縫鋼管材料得到強化。同時也（yě）改善了韌性，這是其它強化機製不可能做到的。
    2） 提（tí）純強化。在澆注（zhù）過（guò）程中，把液態冷拔無縫鋼管充分地提純，盡量減少夾雜物，能顯著提高固態 冷拔無縫鋼管的性（xìng）能。夾雜物（wù）對（duì）冷拔無縫鋼管材料的性能有很（hěn）大的影響。在損壞的構件中，常可發現有（yǒu）大量的夾雜物。采用真（zhēn）空冶煉等方法，可以獲得高純度的冷拔無縫鋼管材料（liào）。
    (2)形變強化。冷拔無縫鋼管材料經冷加（jiā）工塑（sù）性變形（xíng）可以提高其強（qiáng）度。這是由於材料在塑性變形後
    位錯運（yùn）動的阻力增加所（suǒ）致。
    (3)固溶強化．通過合金化(加入合金（jīn）元（yuán）素)組成固溶體，使冷拔無縫（féng）鋼（gāng）管材料得到強化稱為固溶（róng）強化。
    (4)相變強化。合金化的（de）冷拔無（wú）縫鋼管材料，通過熱（rè）處理等手段發生固態相變，獲（huò）得（dé）需要的組織結構，使冷拔無縫鋼管材料得到強化，稱（chēng）為相變強化（huà）。
    相（xiàng）變強化可以分為兩類：
    1) 沉澱強化(或稱彌散強化)。在冷拔無縫鋼管材料中能形成穩定化合物的合金元素，在（zài）一定條件下，使之生成的第二相化合物從固溶體中沉澱析出，彌散地分（fèn）布在組織中，從而有效地提高材料的強度，通常（cháng）析出的合金化合物（wù）是碳化物相。在低合金鋼（gāng）(低合金結構鋼和低合金熱強鋼)中，沉澱相（xiàng）主要是各種碳化物，大致可分為三類（lèi）。一是立方晶（jīng）係，如TiC、V4C3，NbC等，二（èr）是六方晶（jīng）係，如（rú）M02、W2C、WC等，三是正菱形，如Fe3C。對低合金熱強鋼（gāng）高溫強化最有效的是體心立方晶係的碳化物。
    2) 馬氏體強化。冷拔無縫鋼管材料經過淬火（huǒ）和隨後回火的熱處理工藝後，可獲得（dé）馬氏體組織，使材料強化。但是，馬氏體強化隻能適用於在不太高的溫（wēn）度下工（gōng）作的（de）元件，工作於高溫條件下的元件不能采用這種強化方法。
    (5)晶界強化。晶界部位（wèi）的自由能較高（gāo），而（ér）且存（cún）在著大量的（de）缺（quē）陷和空（kōng）穴，在低溫（wēn）時，晶界阻
    礙了位錯（cuò）的運動，因而晶（jīng）界強度高於晶粒（lì）本身；但在（zài）高溫時，沿晶界的擴（kuò）散速度比晶內擴散速度大得多，晶界強度顯著降低。因此強化晶界（jiè）對提（tí）高鋼的熱強性是很有效的。
    硼（péng）對晶界的強化作用，是由於硼偏集於晶界上，使晶界區域的（de）晶格缺位和空穴減少，晶界自由能降低；硼還（hái）減緩了合金元素沿晶界的擴散過程；硼能使沿晶界的析出物降低，改善了晶界狀態（tài），加入微量硼、鋯或硼+鋯能延遲晶界上（shàng）的裂紋形成過程；此外，它們還有（yǒu）利於（yú）碳化物相的穩定。
    (6)綜合強化。在實際生產（chǎn）上，強化冷拔無縫鋼管材料大都是同時（shí）采用幾種強化方法的（de）綜合強化，
    以充分發揮強化能（néng）力。例如：
    1）固溶強化（huà）十形變強化，常用於固溶體係合金的強化。
    2）結晶強化+沉澱強化，用於（yú）鑄（zhù）件（jiàn）強化。
    3）馬氏體強化（huà）+表麵形變強化。對一些承受疲勞載（zǎi）荷的構件，常在調質處理後再進行噴
    丸或滾壓處理。
    4）固溶強化+沉澱強化。對於高（gāo）溫承（chéng）壓元件常采用這種方法，以提高材料的高溫（wēn）性能。
    有時還采用硼的（de）強化晶界作用（yòng），進一步提高（gāo）材料的高溫強度。
    2、合金元素對正火（huǒ）(或（huò）退火)狀態無縫鋼管機械性能（néng）的影響（xiǎng）
    正火狀態下鋼有鐵素體和珠光體組織。合金元素不僅影響冷拔無（wú）縫鋼管的強（qiáng）度，同時也影響（xiǎng）其韌性。
    3、合金元素對調質鋼機（jī）械性能的影響
    合（hé）金元素對調質鋼（gāng）機械性能的影響，主要（yào）是通過它們對淬透性和（hé）回（huí）火性的影（yǐng）響而起作用的。主要表現於（yú）下列幾（jǐ）方麵。
    (1) 由於合金元素增加了鋼（gāng）的淬透性，使截麵較大的（de）零件也可淬透，在調質狀態下可獲得（dé）綜合機械性能優良（liáng）的回（huí）火索氏體。
    (2) 許多合金元素可使回火轉變過程緩慢，因而在高溫回火後（hòu），碳化物保持較細小的冪（mì）顆粒，使調質處理的合金鋼能夠得到較好的強度與韌性（xìng）的配合。
    (3)高溫回火後，鋼的組織是（shì）由鐵素體和碳化物組成（chéng），合金元素對鐵素體的固溶強化作用可提高調質鋼的強度。