316L不锈钢管的力学性能以及加工工艺步骤！

　　一、316L不锈钢管的加工工艺比较重要的操作方法：

　　316L不锈钢管具有优良的力学性能、化学和工艺性能(如耐蚀性、耐磨性、耐热性、成形性、相容性及在很宽温度范围内的强韧性)，并且其外观精美、强度高，因此广泛应用于石油、化工、造船、机械、军工、核电、生活用品等行业。

　　焊接是不锈钢的重要加工工艺，但传统的焊接工艺对不锈钢的影响较大，尤其是焊接过程中造成不锈钢变形，对于不锈钢的使用性能来说，具有重要影响。如奥氏体不锈钢焊缝中的凝固裂纹及液化裂纹，铁素体不锈钢焊缝中的氢致裂纹、凝固裂纹以及高温脆化现象，马氏体不锈钢的可焊接性较差，易产生冷裂纹，接头抗腐蚀能力较弱等。

　　搅拌摩擦焊接作为一种特殊的焊接方法，消除了传统熔化焊接时出现的焊接缺陷，现已应用于铝、镁等轻质合金的焊接。为满足不锈钢在不同领域的市场需求，将窄的不锈钢焊接成宽幅不锈钢板，扩大了搅拌摩擦焊接可焊材料的范围。因此本文对不锈钢的搅拌摩擦焊接接头组织性能进行了试验研究，为不锈钢管焊接应用提供了参考依据。

　　二、不锈钢管热机的影响因素的程度：

　　图为316L不锈钢管母材(BM)的光学显微组织。从图中可见，316L不锈钢管的晶粒大小不一，且分布不均。从图中可以看出，经搅拌摩擦焊接后，焊核区(Nugget)晶粒与316L不锈钢管母材的晶粒形成了明显的反差。

　　搅拌摩擦焊接时，搅拌针及轴肩旋转、下压所产生的热量促使焊核区温度快速升高，从而产生了高温粘塑性变形，母材粗大的晶粒在搅拌针的高速旋转下充分破碎，并且发生了动态再结晶，组织晶粒明显细化。因此，焊核区主要以细小且均匀的等轴晶为主。

　　热机影响区在焊核区和热影响区(HAZ)之间，由于此区域相对较窄，有时不太明显。热机影响区金属主要依靠搅拌针外围所产生的搅拌旋转惯性作用发生了一定程度的拉长变形，变形程度没有焊核区明显，晶粒相对粗大且不均匀;由于焊件沿厚度方向向下的温度分布逐渐降低，从而产生了一定的温度梯度，因此不同厚度区域材料的粘性系数以及摩擦阻力也产生了相应的梯度差，导致热机影响区呈现出具有一定方向性的均匀的层状组织。热影响区离焊缝中心相对较远，所以温度相对较低，主要以焊接过程中产生的循环热为主，不产生塑性变形，晶粒相对粗大，如图所示。

　　钨极氩弧焊接接头由三部分组成，即焊缝区(Welding zone，简称WZ)、热影响区和母材，如图所示。在母材与焊缝的过渡区，未熔化的金属相当于铸造过程中铸模的模壁，可以当做非均匀形核的母体，因此在焊接循环快速冷却过程中会迅速产生大量的晶核，且同时向不同方向生长。

　　三、不锈钢管的结晶潜热释放：

　　由于晶核数目太多，故邻近的晶粒还未长大便相互碰撞，不能继续生长，便在焊缝区附近形成一薄层细晶(Fine grain，简称FG)区。焊缝区主要由柱状晶(Columnar crys-tal，简称CC)组成，未发现明显的等轴晶。

　　主要是由于当细晶区形成后会有大量的结晶潜热释放，减小过冷度，新的晶核很难形成，但是有利于细晶区内靠近液相的某些小晶粒的持续长大。同样当遇到其他晶粒后便停止生长，最后形成相互平行且粗大而致密的柱状晶区。

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