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如何直接从熔态金属获得微观结构具有高强度的不锈钢换热管

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
    对液态金属的凝固进行研究,最早是从考察不锈钢管的结构开始的.到现在已经发展得更加广泛和深入了。在工业上除了一般的不锈钢管与焊接和凝固有关之外,人们还研究了如何直接从熔态金属获得微观结构具有高强度的不锈钢换热管,因为这样做有许多优点,譬如,第一,它可以省去许多复杂的加工过程;第二,某些有两个相材质的不锈钢管,常常其中一个相是中间相,加工性能不好,要是在高温下加工,又会降低大家所希望的性能,直接浇注或者加热再加工就可以避免这个困难;第三,通常的不锈钢换热管由于蠕变而常常沿着横穿应力方向的晶界而发生断裂,因此,人们希望在生产不锈钢管的时候加以适当的控制,使熔态合金单向凝固,以获得柱状结晶,这样的结构常常有择尤取向,是各向异性的.可以消除(或减少)横穿应力方向的晶界,改善蠕变性能以及疲劳和冲击的力学性能,现在人们不但已使用固溶法制造出了燃气设备上的不锈钢锅炉管,还通过严格的控制,制造了镍基合金的换热管,显著地提高了这种不锈钢管的抗热震性,    另一方面,晶粒细化可以提高不锈钢管的屈服强度,减轻脆性(参阅§14.16,§15.5),譬如晶粒大小为几十微米的Cu-Al合金,其强度要比一般的高六倍左右.细化晶粒可以通过动力学成核或者核心倍增等方法来获得.所谓核心倍增法是指在液态金属中已凝固的核心(小晶粒),由于受到冲击性震动、振动或者流动的影响而碎裂成几个核心.动力学成核是指过冷的液态金属在核心(或小晶粒)出现之前,不锈钢换热管由于受到机械作用的影响,核心(或小晶粒)提前形成,譬如一种液态合金过冷到某一温度时,在正常场合下并不凝固,但是当它受到剧烈的震动时,就会开始结晶,这是一个典型的动力学成核的例子,现在对动力学成核的机制还不清楚,    这样看来,研究液态金属的凝固问题对工业生产上是很有意义的,不过对于工业上的具体问题会有专门的讨论和先容,这里主要讨论下面几个基本问题、:由于合金元素,甚至很微量的杂质对凝固过程以及凝固后所得到的不锈钢锅炉管结构常常有很大的影响,所以大家首先从相图和动力学来讨论凝固和第二类元素的作用(§10.3);其次是关于凝固的原子过程和微观缺陷的产生(§10.4),不过关于这个问题,不管在实验上抑或理论上都还存在着比较大的分歧,还很不成熟,因此,温州不锈钢管厂这里只是先容一些主要的结果;第三是关于偏析和不锈钢管结构问题(§10.6),关于这方面的问题常常可以在金属学书中找到,所以这里只准备略加先容.此外,不锈钢换热管共晶合金中的纤维组织问题是近年发展起来的,在工业上很受重视,这里也作了一些必要的先容(§10.7).    还要提一下,固体金属未必都是晶体,譬如Se、Te、P、As、Sb、Bi等半金属可以由它们的蒸气凝固成玻璃态,采用超高速冷却技术也可以使液态金属凝成玻璃态结构,但冷却速率必须很大(>107℃/秒)以压制其成核和成长过程.对于玻璃态金属目前主要实在电性和磁性方面进行研究。温州不锈钢管 http://www.bxgg163.com
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