化工、汽車等工業(yè)部門對(duì)大直徑厚壁管的要求越來越高，因此必須首先開發(fā)直徑為5-10毫米的冷縮厚壁不銹鋼管。因此，伏爾加格勒鋼管廠的一個(gè)車間投入使用，并與蘇鋼管科學(xué)研究所合作，掌握了冷軋直縫焊管的生產(chǎn)。該設(shè)備用于生產(chǎn)直徑為4的直焊管。76 ~ 16毫米。
大直徑厚壁管的冷縮是在17個(gè)機(jī)架的減張基礎(chǔ)上進(jìn)行的，厚壁管外徑的總變形量達(dá)到50%。直徑為4.76毫米和5毫米的成品鋼管采用直徑為10毫米的鋼管作為管材，直徑為6-11毫米的成品鋼管采用直徑為12毫米的管材。剛性結(jié)構(gòu)的工作架和加工精度高的雙輥橢圓孔型保證了每個(gè)機(jī)架在冷壓下可采用較大的總變形量(52.4%)和局部變形量(5.9%)。
感應(yīng)探傷儀連續(xù)檢測(cè)減徑厚壁不銹鋼管的焊接質(zhì)量。鋼管常見的主要缺陷是焊縫根部的裂紋。有缺陷的零件通常在生產(chǎn)線上直接切斷。
大直徑厚壁管在具有氣體輻射加熱冷卻室和保護(hù)氣體的輥底式連續(xù)爐中中進(jìn)行熱處理。爐內(nèi)厚壁鋼管最高加熱溫度為950，冷卻室出口軋制鋼管溫度為150，冷卻室出口定長(zhǎng)鋼管溫度為120。該爐有三個(gè)加熱段，鋼管在爐內(nèi)的移動(dòng)速度為0.15-1.5m/min。
對(duì)于由304、304L和310S制成的厚壁不銹鋼管，可采用兩種熱處理系統(tǒng)：加熱至950并保溫約3分鐘(鋼管在爐內(nèi)的移動(dòng)速度為0.5m/min)；加熱至760，保溫約5分鐘(大直徑鋼管在爐內(nèi)的移動(dòng)速度為0.4 m/min)。
根據(jù)第一熱處理系統(tǒng)，10 1.2毫米小直徑不銹鋼管在其所有截面上具有均勻的鐵素體-珠光體結(jié)構(gòu)，鐵素體不銹鋼的晶粒尺寸為7-8級(jí)。珠光體析出物明顯受到限制，無(wú)論是在焊縫區(qū)還是在母體金屬中，析出物的尺寸都是相同的。在珠光體分布中，中仍然保留了原始帶鋼的一些帶狀組織。
根據(jù)第二熱處理系統(tǒng)處理的大直徑鋼管的微觀結(jié)構(gòu)具有另一種類型。中， 焊縫區(qū)鐵素體晶粒度為4 ~ 5級(jí)。珠光體部分(粒狀珠光體)分布不均勻(珠光體密度在焊縫中中心較高，在焊縫表面附近較小)。母材中的晶粒度為5 ~ 6級(jí)，而大直徑厚壁管的外表面晶粒度較大。沿著焊縫中中心(在熔化線上)的粗鐵素體晶粒的晶界可以看到鏈狀沉淀物。熔化線上晶界的腐蝕得到改善。
用101.2毫米鋼管試樣進(jìn)行的機(jī)械試驗(yàn)-擴(kuò)口試驗(yàn)表明，51。7%的經(jīng)第一熱處理系統(tǒng)處理的厚壁不銹鋼管中經(jīng)受住了試驗(yàn)而沒有開裂(即，由于樣品縱向穩(wěn)定性的損失，沒有進(jìn)行中試驗(yàn))，而經(jīng)第二熱處理系統(tǒng)處理的鋼管中不銹鋼無(wú)縫管經(jīng)受住了試驗(yàn)，平均為51.5%。
如果在采用臨界變形度的條件下進(jìn)行冷擠壓，大直徑厚壁鋼管經(jīng)第二熱處理制度處理后，其表面可能會(huì)出現(xiàn)粗大晶粒。在這種情況下，需要再結(jié)晶熱處理。還原過程中的變形程度對(duì)焊縫金屬和母材顯微組織變化的影響，只有在680 ~ 760左右的溫度范圍內(nèi)熱處理后才能表現(xiàn)出來。
當(dāng)變形程度較小時(shí)，即臨界或接近臨界變形程度時(shí)(大直徑厚壁管為5-7%)，在約50的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理將導(dǎo)致鋼管表面晶粒長(zhǎng)大。因?yàn)楹癖阡摴艿慕Y(jié)構(gòu)被壓碎，所以在焊縫中的中心不會(huì)發(fā)生再結(jié)晶。在這種情況下，變形對(duì)熱處理過程中焊縫金屬中的擴(kuò)散過程沒有決定性影響。因此，熱處理溫度應(yīng)該高于Ac3。當(dāng)總變形增加到30-35%時(shí)，相變特性發(fā)生變化。變形后，擴(kuò)散過程大大加快，從而強(qiáng)化了再結(jié)晶過程。
在780 ~ 850的條件下，大直徑厚壁管的焊縫區(qū)可以獲得非常穩(wěn)定的組織。
在相同溫度下，增加總變形量將導(dǎo)致鐵素體不銹鋼晶粒細(xì)化，使珠光304不銹鋼無(wú)縫管體沿鋼管截面分布更加均勻。同時(shí)，通過對(duì)大直徑厚壁管組織轉(zhuǎn)變的研究，可以得出當(dāng)總變形很小時(shí)，就像焊后一樣，熱處理必須在高于Ac3的溫度下進(jìn)行。當(dāng)總變形較大時(shí)，最佳熱處理溫度(為了在焊縫處獲得像母材一樣非常穩(wěn)定的結(jié)構(gòu))約為920。然而，在某些情況下，允許降低熱處理溫度(至760 ~ 800)，以確保所需的工藝和機(jī)械性能。從現(xiàn)有數(shù)據(jù)可以清楚地看出，為了提高大直徑厚壁鋼管的質(zhì)量，以下工藝過程是最可行的：直流焊接，920不保溫的局部熱處理，在空氣中冷卻到700中，冷卻到室溫，冷還原，再結(jié)晶(700 ~ 720)在保護(hù)氣氛下對(duì)中大直徑鋼管進(jìn)行熱處理，用保護(hù)氣體在爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，似乎可以消除局部熱處理形成的氧化皮。