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海洋石油平臺立管要經(jīng)受海浪沖擊和扭曲，需要強度較高且耐點腐蝕性能良好的材料。超級雙相鋼因為擁有奧氏體、鐵素體的雙相組織和較高的耐點腐蝕系數(shù)，具有良好的機械性能和耐氯離子腐蝕，被認為是作為立管的理想材料。 但超級雙相鋼對金屬間化合物等第三相析出較為敏感，如何在焊接和熱處理環(huán)節(jié)中進行工藝控制是生產(chǎn)該產(chǎn)品的難點。 成熟的超級雙相鋼S32750焊管制造工藝是： 1、工藝流程 具體是：原料檢驗——鋼板超聲波探傷—— 刨邊——成型—— 預焊——整圓——切割——焊接——定徑+ 熱處理—— 管端加——焊縫射線檢驗——管端滲透檢驗——水壓試驗——酸洗鈍化——成品檢驗標記包裝人庫。 2、成型 在直縫焊管生產(chǎn)中，生產(chǎn)難點在于對鋼帶邊部有效施加彎矩的保證，采用傳統(tǒng)的成型技術難以解決；而雙相不銹鋼的屈服強度約為普通奧氏體不銹鋼的兩倍，其成型難度更大。 FFX（柔性成型)作為新型的成型技術巧妙地利用卷貼彎曲時的張力效應，最大限度地將彎矩施加到鋼帶的邊部；同時利用軋輥無極兼用的有利條件，可以根據(jù)鋼帶的強度和厚度，自由調節(jié)彎邊時的成型度以實現(xiàn)最佳焊接條件。 3、焊接 為此采用等離子弧焊(PAW) 和鎢極氬弧焊(GIAW) 復合焊接工藝。首先，采用等離子弧焊進行穿透熔合，使達到單面焊接、雙面成型的效果；之后，采用鎢極氬弧焊進行填充和蓋面，焊接采用純氬氣保護。為降低有害相析出傾向，焊接過程中盡可能采用較低的線能量，線能量最好不超過16kJ/cm。 另外，層問溫度對于雙相鋼的焊接是至關重要的，必須控制在100℃ 以下，過高的層間溫度將會加大有害相析出的傾向，并最終影響產(chǎn)品性能。 4、熱處理 焊接之后的熱處理采用感應爐對焊管整體進行固溶處理，熱處理溫度1050-1120℃，水噴淋冷卻至40℃以下。

支撐輥作為軋機的重要部件，不但應有好的抗斷裂性能，表面還需擁有良好的耐磨性。表面耐磨性的好壞不僅影響生產(chǎn)成本，而且還直接決定軋制產(chǎn)品的質量，尤其是表面質量。全國每年因磨損而消耗軋輥達上百萬噸，隨著中國工業(yè)的飛速發(fā)展，對支承輥的需求量日益增加。因此，提高支撐輥的磨損性能非常有必要。為提高其摩擦磨損性能，對不同溫度淬火處理的試樣進行磨擦磨損研究，以達到改善性能、提高壽命的目的。 河南科技大學的學者運用掃描電鏡觀察Cr5鋼在不同淬火溫度下的顯微組織，通過洛氏硬度計和摩擦磨損試驗機分析淬火溫度對Cr5鋼摩擦磨損性能的影響。結果表明：Cr5鋼淬火后的基體組織是馬氏體，基體上會分布有未溶碳化物。隨著淬火溫度提升，未溶碳化物逐漸減少，淬火組織逐漸均勻化，但淬火溫度達到一定值(1050～990℃)時，碳化物基本溶解完全，組織較均勻，硬度值最大，為54.7HRC，磨損失重量最小，磨損表面相對較平整，耐磨性相對較好；繼續(xù)升高淬火溫度，馬氏體組織粗大化，使得硬度有所降低，耐磨性下降。

放電等離子燒結(Spark Plasma Sintering, SPS)工藝是將金屬等粉末裝入石墨等材質制成的模具內，利用上、下模沖及通電電極將特定燒結電源和壓制壓力施加于燒結粉末，經(jīng)放電活化、熱塑變形和冷卻完成制取高性能材料的一種新的粉末冶金燒結技術。 在SPS燒結過程中，脈沖電流由壓頭流入，流出的電流分成幾個流向；經(jīng)過石墨模具的電流產(chǎn)生大量的熱，用于加熱粉料；經(jīng)過燒結體的電流，由于燒結初期顆粒之間存在間隙，相鄰顆粒之間將產(chǎn)生火花放電，一些氣體分子被電離，產(chǎn)生的正離子和電子分別向陰極和陽極運動，在顆粒之間放電形成等離子體；隨著等離子體密度的不斷增大，高速反向運動的粒子流對顆粒表面產(chǎn)生較大沖擊力，不僅可吹散吸附的氣體或破碎的氧化膜，而且能凈化和活化顆粒表面，有利于粉末的燒結；粉末顆粒在脈沖電場作用下未接觸部位產(chǎn)生放電熱，接觸部位產(chǎn)生焦耳熱，瞬間形成的高溫場使顆粒表面發(fā)生局部融化；在加壓的情況下，融化的顆粒相結合，熱量的局部擴散使結合部位粘接在一起，形成燒結頸。 傳統(tǒng)的熱壓燒結主要由通電產(chǎn)生的焦耳熱和加壓使粉末顆粒產(chǎn)生塑性變形并進行致密化燒結，SPS除上述作用外，還利用在粉末顆粒間放電產(chǎn)生的等離子體使其自熱而進行燒結。SPS技術融等離子活化與熱壓為一體，與傳統(tǒng)的熱壓、熱等靜壓技術相比，具有燒結快速、燒結溫度低、無需粉末預成形、可直接燒成致密體等優(yōu)點，是一種快速、節(jié)能、環(huán)保的材料制備加工新技術，可以有效地解決傳統(tǒng)燒結方法中致密度低和晶粒尺寸大的問題。 由于SPS技術具有上述優(yōu)點，故可用來制備金屬材料、陶瓷材料、復合材料，特別是可用來制備常規(guī)工藝難以制備的納米塊體材料、非晶塊體材料、梯度材料等。例如，功能梯度材料的成分是梯度變化的，各層的燒結溫度不同，利用傳統(tǒng)的燒結方法難以一次燒成。利用CVD、PVD等方法制備梯度材料，成本很高，也很難實現(xiàn)工業(yè)化；利用SPS在石磨模具中產(chǎn)生的梯度溫度場，只需要幾分鐘就可以燒結好成分配比不同的梯度材料。目前SPS成功制備的梯度材料有：不銹鋼/ZrO2；Ni/ZrO2；Al/高聚物等梯度材料。 致密納米材料的制備越來越受到重視。利用傳統(tǒng)的熱壓燒結和熱等靜壓燒結等方法來制備納米材料時，很難保證能同時達到納米尺寸的晶粒和完全致密的要求。利用SPS技術，由于加熱速度快，燒結時間短，可顯著抑制晶粒粗化。例如：用平均粒度為5μm的TiN粉經(jīng)SPS燒結（1963K，196～382MPa，燒結5min），可得到平均晶粒65nm的TiN密實體。用普通粉末冶金法制備大塊非晶材料目前還難以實現(xiàn)，SPS作為新一代燒結技術有望在這方面取得進展，利用SPS燒結由機械合金化制取的非晶Al基粉末已經(jīng)得到了塊狀（10mm × 2mm）非晶試樣。

螺栓、螺絲是最基本的機械部件，廣泛應用于汽車、產(chǎn)業(yè)機械和建設等各種產(chǎn)業(yè)。與焊接和鉚接不同，螺栓的最大特征是即使在緊固后也能簡單卸下，可以通過再緊固再利用。 1 制作工藝 螺栓的制作材料一般是盤卷狀的線材，經(jīng)酸洗、潤滑、退火和拉絲等二次加工后，采用冷鍛壓法對螺栓的螺頭和螺紋進行成形加工、熱處理和表面處理。因產(chǎn)品種類的不同，有的需在螺紋部成形前進行熱處理，有的無需進行熱處理或表面處理。二次加工一般是由專業(yè)處理人員進行處理，但有時是在螺栓制作廠內進行處理。 1.1 螺頭部的成形 一般把使用頂鐓機或頂桿機之類的鍛壓機械對螺栓頭部進行冷鍛壓成形的工序稱為“頂鐓加工”。所謂冷鍛壓，就是在常溫下進行加工，它是與坯料加熱后的溫加工和熱加工相對的稱法。 鍛壓的過程就是將盤卷狀的鋼材剪切成適當?shù)拈L度，用幾個鍛模裝置對材料進行鍛壓。鍛壓包括鐓鍛、深沖、反向擠壓、修整等4個工序。鐓鍛就是把材料從一端擠死，使其膨脹到比原來直徑大的加工；深沖則相反，就是把材料從一端擠死，使其縮小到比原來直徑小的加工；反向擠壓就是從材料的端面向比材料直徑小的鍛模內擠壓，使材料一邊向外擠出，一邊穿孔的加工；修整就是用鍛模把多余的厚度去掉的加工。根據(jù)加工產(chǎn)品的形狀，可以將這些加工法分開使用，或組合使用進行成形。產(chǎn)品的形狀越復雜，就越需要增加加工的工序，慢慢進行成形加工，但普通螺栓只需2-5個加工工序就可加工成形。 1.2 螺紋部的成形加工 在螺栓的螺紋成形工序中使用滾軋成形機對螺紋進行冷鍛壓成形，成形方法與螺栓頭部的成形方法相同。 螺紋形狀的加工是將坯料放在2個1組的鍛模之間進行夾持，一面轉動兩個鍛模中的一個鍛模，一面使坯料旋轉，通過塑性加工變成螺紋形狀。用于螺紋成形的鍛模被稱作“滾軋成形?！薄? 滾軋成形機有平鍛模滾軋成形機、圓鍛模滾軋成形機和行星式滾軋成形機3種。平鍛模滾軋成形機裝有兩塊普通的滾軋成形鍛模，將一方固定，讓另一方前后移動對坯料進行滾軋成形。圓鍛模滾軋成形機將平行安裝的兩個圓筒形滾軋成形鍛模沿相同方向旋轉，對夾在兩個鍛模之間的坯料進行滾軋成形。行星式滾軋成形機的加工方法是將坯料夾在圓筒形鍛模和扇形鍛模之間，通過旋轉圓筒形鍛模進行滾軋成形。 1.3 熱處理 冷鍛壓成形的螺栓一般使用硬度適合塑性加工的材料來制作。碳含量高的材料或添加合金元素的材料由于自身材質硬，不容易加工，因此有的需要通過退火處理使材質變軟。大部分材質在冷鍛壓的情況下并不能滿足所要求的強度。熱處理就是在冷鍛壓后進行的處理，它可以使螺栓具有所要求的強度和力學性能，是螺栓制作工序中最重要的工序。 螺栓按照使用部位和用途可以分為各種強度等級。為使成形后的螺栓具有各自所要求的力學性能，需要進行熱處理。 1.4 表面處理 用于汽車發(fā)動機內的螺栓由于常常粘附著潤滑油，因此即使不進行表面處理，也不會生銹。但是，這種螺栓僅僅是很小一部分，大部分螺栓是在腐蝕環(huán)境下使用，因此如果不進行表面處理，很快就會生銹。生銹的螺栓如果就此放置，腐蝕后就會無法螺開，嚴重時螺栓會發(fā)生折斷釀成大的事故。因此，在腐蝕環(huán)境下使用的螺栓需要進行電鍍等表面處理。 螺栓的表面處理大致可分為電鍍和涂敷兩種。最廣泛使用的是電鍍法，它具有成本低、耐蝕性好的優(yōu)點。在耐蝕性要求比電鍍高的情況下，可以使用鍍鋅鐵和鍍鋅鎳等合金電鍍，或涂敷鋅鋁復合皮膜。 2 汽車用螺栓的發(fā)展動向 近年來，汽車廠家要求降低零部件成本、輕量化和高強度等。同時，為應對環(huán)保問題，必須減少CO2排放，為降低燃耗，必須盡量減輕車身重量。 在螺栓的制作成本中，坯料成本占主要部分，因此最有效的辦法是降低材料本身的成本。日本各汽車廠家為降低材料的供應成本，正在研究使用海外的廉價材料。 為滿足用戶的要求，螺栓制作廠家也進行了各種使螺栓輕量化的研究。作為使螺栓輕量化的措施，有的使用鋁或鈦等輕金屬，有的減小螺栓尺寸。 減小螺栓尺寸，雖然可以減輕重量，但如果減小相同強度等級的螺栓尺寸，由于螺栓斷面積的減小，螺栓的緊固力會下降。因此，為確保相同程度的堅固力，又減小螺栓尺寸，必須提高螺栓的強度。 在目前的JIS等公共標準和汽車廠家自有的標準中，只對強度等級在12.9以下的螺栓做出規(guī)定。普通的調質型螺栓當強度等級超過12.9時，遲延斷裂特性會一下子變差。在一些已使用10.9或12.9的高強度等級螺栓的地方，如果想通過減小尺寸來達到輕量化，就必須使用強度等級超過12.9的螺栓，并采用某種方法改善遲延斷裂特性。 調質型螺栓為實現(xiàn)高強度，有的通過添加合金元素來改善延遲斷裂特性。雖然添加合金元素多少可以改善延遲斷裂特性，但由于合金元素價格高，因此成本的上升是不可避免的。 另一個措施就是使用非調質型螺栓。非調質型螺栓就是在成形后無需進行調質（熱處理），主要是通過材料的加工硬化來確保強度。非調質螺栓的金屬組織與調質螺栓的完全不同，它具有很強的抗延遲斷裂特性。非調質螺栓使用的是碳含量比調質螺栓高的材料，通過在坯料階段的控制冷卻和熱處理，能獲得高的斷面收縮率，經(jīng)拉絲加工形成加工硬化后，在螺栓的成形階段進一步的加工硬化可確保螺栓的強度。普通螺栓在成形后雖然沒進行調質，但為了通過冷鍛壓來消除螺栓內部的應變，因此必須進行發(fā)藍處理。缺點是材料的硬度比調質型的高，非常難以成形。 目前，用于發(fā)動機的非調質型螺栓的強度為1600MPa，用于車身的非調質型螺栓的強度已達1400MPa?？梢灶A計今后對這種高強度螺栓的需求將進一步擴大。

不銹鋼管是用鋼錠或實心管坯經(jīng)穿孔制成毛管,然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷撥制成,它的硬度是我們需要了解,本文簡單介紹它的三種硬度: 1、洛氏硬度 不銹鋼管洛氏硬度試驗同布氏硬度試驗一樣,都是壓痕試驗方法。不同的是,它是測量壓痕的深度,洛氏硬度試驗是當前應用很廣的方法,其中HRC在鋼管標準中使用僅次于布氏硬度HB,洛氏硬度可適用于測定由極軟到極硬的金屬材料,它彌補了布氏法的不是,較布氏法簡便,可直接從硬度機的表盤讀出硬度值。但是,由于其壓痕小,故硬度值不如布氏法準確。 2、布氏硬度 在不銹鋼管標準中,布氏硬度用途最廣,往往以壓痕直徑來表示該材料的硬度,既直觀,又方便,但是對于較硬的或較薄的鋼材的鋼管不適用。 3、硬度檢測 不銹鋼管的內徑在6.0mm以上,壁厚在13mm以下的退火不銹鋼管材,可以采用W-B75型韋氏硬度計,它測試非?？焖?、簡便,適于對不銹鋼管材做快速無損的合格檢驗。不銹鋼管內徑大于30mm,壁厚大于1.2mm的不銹鋼管,采用洛氏硬度計,測試HRB、HRC硬度。不銹鋼管內徑大于30mm,壁厚小于1.2mm的不銹鋼管,采用表面洛氏硬度計,測試HRT或HRN硬度,內徑小于0mm,大于4.8mm的不銹鋼管,采用管材專用洛氏硬度計,測試HR15T硬度,當不銹鋼管內徑大于26mm時,還可以用洛氏或表面洛氏硬度計測試管材內壁的硬度。 4、維氏硬度 不銹鋼管維氏硬度試驗也是一種壓痕試驗方法,可用于測定很薄的金屬材料和表面層硬度,它具有布氏、洛氏法的主要優(yōu)點,而克服了它們的基本缺點,但不如洛氏法簡便,維氏法在鋼管標準中很少用。

　1 納米工藝的目標 　　實際的納米工藝計劃解決2個主要問題。 　　首先，它們可能使設備和儀器進一步微型化。特別是借助不同組織或用噴涂獲得極薄的薄膜，可以在很小的體積內形成要求的性能。移動電話就是很好的例子。這些多功能設備能進行攝像和攝影，進行聲波記錄等。納米工藝在醫(yī)學中的任務同樣重要。有可能制造新一代的診斷儀器：微型傳感器，甚至特定類型的微型計算機。它們能移動到人體內，以便傳遞內部器官狀態(tài)最準確可靠的信息。應用藥劑的納米脈沖和納米劑量，預示著成功醫(yī)治最復雜的和現(xiàn)今的不治之癥。 　　尺寸效應在電子學和光學儀器中會產(chǎn)生巨大優(yōu)勢。航天和航空技術裝備應用納米材料和納米工藝很有前景。因為，這些地方設備的重量和尺寸問題具有決定意義。 　　第2個任務是獲得具有全新性能的材料，它們是用傳統(tǒng)方法不能獲得的。表面、晶間及相間界面，對于很小尺寸的致密微?；蛳啵鹬貏e重要的作用。它們可能占總體積的50%，甚至占物質的主要重量。在許多情況下，微?；蚣{米晶體的發(fā)達表面，會在質量上產(chǎn)生新的物理、化學和力學性能。納米微粒組成的材料，特別是在一定的條件下，顯示出全新的導電、磁性、光學及其他特性。例如，納米粉末開始自然發(fā)光，另外與周圍環(huán)境相互作用，甚至能改變自己相成分。借助納米工藝可以目標明確地利用性能的這種突變效應。 　　2 納米工藝發(fā)展 　　采用常規(guī)的工藝也可以獲得納米效應。例如，俄羅斯科學院固體物理研究所用大的總壓下量多次軋制方法，獲得由幾千層極?。?0nm）層組成的、銅和鈮復層帶材試樣，具有極好的超導性能。由此可以得出結論：現(xiàn)代冶金設備（軋機、熱處理爐等）能獲得納米材料產(chǎn)品。 　　生產(chǎn)的納米產(chǎn)品有80%以上是納米粉末。在20世紀50年代，就已經(jīng)開始得到應用，在采用“納米”術語前稱為超細度粉末。在俄羅斯，首先是М、И、特魯索夫等對這方面的發(fā)展作出了強有力的貢獻。他們在制造钚的工藝過程中能夠獲得小于100nm的微粒。 　　現(xiàn)代納米材料可以分成幾類：納米晶組成的物質；很小厚度的納米表層；納米尺寸微粒組成的納米粉末。這不是現(xiàn)代納米材料的全部類型。 　　應指出具有很小尺寸，即小于100nm，不是確定某一具體工藝為納米工藝的充分理由。在很久以前，納米工藝就已得到應用。在中世紀制造帶彩色繪畫的玻璃時，使用添加超細度金屬微粒的方法，達到改變玻璃顏色的目的。神奇的大馬士革鋼獨特的性能，應歸功于按一定制度鍛造產(chǎn)生的納米組織；而著名的金箔實質就是由實體材料制成納米薄膜鍍層。目前使用術語“納米組織材料”，表示這種材料成分中有相應尺寸的微?；蚱渌M織元素（不必是晶粒）。例如，在高速切削鋼中，形式上也可以說是納米微粒的超細碳化物保證了強化效應。然而，性能的變化，顯然才是某種材料和工藝可以確定為“納米”的決定標準。