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不锈钢锅炉管的变温转变控制调整

文章出处:浙江不锈钢钢管 网责任编辑:温州不锈钢管编辑:浙江德邦钢业 编辑
    奥氏体不锈钢换热管的变温转变有两种类型。一种是当温度改变时奥氏体片的数目随着改变,例如Fe-Ni合金中的转变便属于这一类型;另一种是当温度改变时奥氏体片的大小随着改变(当然,数目也可以同时随着改变),例如Au-Cd合金、In-Tl合金中的转变便属于这一类型.不管那一种类型,不锈钢管急速的冷却或加热都不可能遏制这种变温转变,只要温度在相变范围内变化,反应就会跟着进行。    图11.4表示Fe-Ni合金和Au-Cd合金变温转变的情况,图中用样品的电阻变化来衡量奥氏体量的增减,在奥氏体开始出现的温度Ms以下,用显微镜可以观察到,在Fe-Ni样品中,连续冷却时,新的奥氏体片不断地形成,每一片都是突然出现,并且很快就成长到它最后应有的尺寸,因此,相变速率是温度下降速率的函数,奥氏体不锈钢锅炉管的量由成核率以及每一片奥氏体充分成长后的大小来决定,而和成长率无关.这种反应的推动力是比较大的,所以一旦有核生成,每片奥氏体不锈钢管便可以迅速生长,直到被结构位垒所阻止或者它的转变机制被“冻结”为止,这样,若继续降温,虽则推动力增加,上述奥氏体片也不能再长大,只是在母相其他位置上再有新的奥氏体出现.与此不同,在不锈钢管中,虽然奥氏体核心也是突然形成的,并且爆发式地成长到可以被观察到的大小,但那并不是它们的最后尺寸,当温度继续降低时,片的厚度和长度也将随着增加(常常是跳跃式地进展),直到碰上位垒或者成长机制被“冻结”为止。这种奥氏体反应是从比较小的过冷度开始的,因此推动力不足以克服使一片晶体充分成长时所需要的形变能量和其他非化学的能量,更详细地说,在奥氏体不锈钢无缝管形成以后,由于新相和母相的比容不同,它们之间便会产生弹性形变,同时,这形变还随着奥氏体片的长大而增大,因此,在一定的温度下,当形变能量增加到和相变化学自由能相等时,就达到了一种热弹性平衡状态,这时相变自然停止,但形变并未超过弹性极限,大家叫它热弹性奥氏体,若温度再下降,推动力有所增加,那么奥氏体片不锈钢锅炉管又继续长大,当然,与此同时又形成新的核心也是可能的.相界的进展很快,并能够和降温同步,因此这过程保持着变温反应的特征。但是,相界进展的速率受到冷却速率的控制,这是和Fe—Ni合金中的反应不同的.    在加热的反相变中,这两个系统也有着相应的差别对于Au-Cd不锈钢管,出现反相变所需要的过热不大,开始转变温度A,只比M高16℃;而且,加热时奥氏体不锈钢无缝管片差不多连续地收缩。而对于Fe-Ni合金,则需要很大的过热反相变才能开始,从图11.4可以看到A和M相差420℃之多;并且,奥氏体片不是由于突然收缩而消失,而常常是转变成更小的片状碎块,显然,这是一个需要通过成核的过程。    A大于M的这种热滞后现象可能与相变引起的形变有关。但是,并不是所有可以发生反相变的合金的A都比Ms大,b黄铜就是这样一个有趣的例子。b黄铜的A在M之下,这可以理解为,它的一部分在形成奥氏体时所贮存的弹性能在加热过程中得到释放,因而起了促进反相变的作用。    上面所述的奥氏体不锈钢锅炉管反应同机械孪晶在现象上有相似之处.当把多晶体锌慢慢压缩时,小的机械孪晶首先间断地形成,应力增加,孪晶逐步变大;应力消除,孪晶又收缩乃至消失,另一方面,如果锌被冲击或者超载,则去载之后,孪晶仍然保留。更普遍些说,这两种特性是可以混合出现的.奥氏体不锈钢管反应亦如此,这里所讲的Fe-Ni和Au-Cd系统的情况是变温转变的特殊情况,这些情况也可以在其他奥氏体系统中以不同的程度出现.
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