铜在耐候钢管的作用原理及缺陷控制设想

铜在耐候钢管的作用原理及缺陷控制设想
缺陷主要表现为沿轧向的红褐色细线、细小的翘皮形貌。这两种形貌有时伴生，有时以其中一个为主，上表面通常比下表面严重。缺陷沿着轧制方向平行分布，间距不确定，单个缺陷大约为5-50mm的短线。Cu的热裂现象限制了含Cu时效钢的开发和应用，添加Ni能够降低铜脆风险，但成本较高。
用SEM（扫描电镜）方法是分析ND钢管耐候钢表面细线及翘皮缺陷的常用方法。通过SEM发现缺陷的产生为化学元素和加工条件共同作用的结果。化学元素因为液态下的铜在铁皮与基体的界面大量富集，弱化了表层奥氏体晶界。加工条件是因为氧化铁皮压入导致应力集中。表层薄弱的奥氏体晶界在应力集中位置首先开裂，经过延展和焊合形成细线及翘皮缺陷。化学元素方面，通过将在炉时间缩短至200min以内、控制加热气氛为还原性气氛、加热过程快速越过敏感温度1100℃，来减轻Cu元素富集。加工方面，通过加强粗轧区除鳞压力，保证除鳞效果，消除氧化铁皮压入，保证较高的粗轧过程温度提高热变形协调性，来控制应力分布不均。采用以上措施后，缺陷大幅下降。