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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(qiáng)度較高且耐點(diǎn)腐蝕性能良好的材料。超級雙相鋼因?yàn)閾碛袏W氏體、鐵素體的雙相組織和較高的耐點(diǎn)腐蝕系數(shù)，具有良好的機(jī)械性能和耐氯離子腐蝕，被認(rèn)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(jìn)行工藝控制是生產(chǎn)該產(chǎn)品的難點(diǎn)。 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(yàn)——鋼板超聲波探傷—— 刨邊——成型—— 預(yù)焊——整圓——切割——焊接——定徑+ 熱處理—— 管端加——焊縫射線檢驗(yàn)——管端滲透檢驗(yàn)——水壓試驗(yàn)——酸洗鈍化——成品檢驗(yàn)標(biāo)記包裝人庫。 2、成型 在直縫焊管生產(chǎn)中，生產(chǎn)難點(diǎn)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(shù)難以解決；而雙相不銹鋼的屈服強(qiáng)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(shù)巧妙地利用卷貼彎曲時(shí)的張力效應(yīng)，最大限度地將彎矩施加到鋼帶的邊部；同時(shí)利用軋輥無極兼用的有利條件，可以根據(jù)鋼帶的強(qiáng)度和厚度，自由調(diào)節(jié)彎邊時(shí)的成型度以實(shí)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(fù)合焊接工藝。首先，采用等離子弧焊進(jìn)行穿透熔合，使達(dá)到單面焊接、雙面成型的效果；之后，采用鎢極氬弧焊進(jìn)行填充和蓋面，焊接采用純氬氣保護(hù)。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(guān)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(yīng)爐對焊管整體進(jìn)行固溶處理，熱處理溫度1050-1120℃，水噴淋冷卻至40℃以下。

支撐輥?zhàn)鳛檐垯C(jī)的重要部件，不但應(yīng)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(zhì)量，尤其是表面質(zhì)量。全國每年因磨損而消耗軋輥達(dá)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(jìn)行磨擦磨損研究，以達(dá)到改善性能、提高壽命的目的。 河南科技大學(xué)的學(xué)者運(yùn)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(jì)和摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)分析淬火溫度對Cr5鋼摩擦磨損性能的影響。結(jié)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(dá)到一定值(1050～990℃)時(shí)，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(jié)(Spark Plasma Sintering, SPS)工藝是將金屬等粉末裝入石墨等材質(zhì)制成的模具內(nèi)，利用上、下模沖及通電電極將特定燒結(jié)電源和壓制壓力施加于燒結(jié)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(jié)技術(shù)。 在SPS燒結(jié)過程中，脈沖電流由壓頭流入，流出的電流分成幾個(gè)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(jié)體的電流，由于燒結(jié)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)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(jié)；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(jié)合，熱量的局部擴(kuò)散使結(jié)合部位粘接在一起，形成燒結(jié)頸。 傳統(tǒng)的熱壓燒結(jié)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(jìn)行致密化燒結(jié)，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(jìn)行燒結(jié)。SPS技術(shù)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(shù)相比，具有燒結(jié)快速、燒結(jié)溫度低、無需粉末預(yù)成形、可直接燒成致密體等優(yōu)點(diǎn)，是一種快速、節(jié)能、環(huán)保的材料制備加工新技術(shù)，可以有效地解決傳統(tǒng)燒結(jié)方法中致密度低和晶粒尺寸大的問題。 由于SPS技術(shù)具有上述優(yōu)點(diǎn)，故可用來制備金屬材料、陶瓷材料、復(fù)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(jié)溫度不同，利用傳統(tǒng)的燒結(jié)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(shí)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(jié)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(jié)和熱等靜壓燒結(jié)等方法來制備納米材料時(shí)，很難保證能同時(shí)達(dá)到納米尺寸的晶粒和完全致密的要求。利用SPS技術(shù)，由于加熱速度快，燒結(jié)時(shí)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(jié)（1963K，196～382MPa，燒結(jié)5min），可得到平均晶粒65nm的TiN密實(shí)體。用普通粉末冶金法制備大塊非晶材料目前還難以實(shí)現(xiàn)，SPS作為新一代燒結(jié)技術(shù)有望在這方面取得進(jìn)展，利用SPS燒結(jié)由機(jī)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(jī)械部件，廣泛應(yīng)用于汽車、產(chǎn)業(yè)機(jī)械和建設(shè)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(jìn)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(jìn)行熱處理，有的無需進(jìn)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(jìn)行處理，但有時(shí)是在螺栓制作廠內(nèi)進(jìn)行處理。 1.1 螺頭部的成形 一般把使用頂鐓機(jī)或頂桿機(jī)之類的鍛壓機(jī)械對螺栓頭部進(jìn)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(jìn)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(dāng)?shù)拈L度，用幾個(gè)鍛模裝置對材料進(jìn)行鍛壓。鍛壓包括鐓鍛、深沖、反向擠壓、修整等4個(gè)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(nèi)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(jìn)行成形。產(chǎn)品的形狀越復(fù)雜，就越需要增加加工的工序，慢慢進(jìn)行成形加工，但普通螺栓只需2-5個(gè)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(jī)對螺紋進(jìn)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(gè)1組的鍛模之間進(jìn)行夾持，一面轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)鍛模中的一個(gè)鍛模，一面使坯料旋轉(zhuǎn)，通過塑性加工變成螺紋形狀。用于螺紋成形的鍛模被稱作“滾軋成形模”。 滾軋成形機(jī)有平鍛模滾軋成形機(jī)、圓鍛模滾軋成形機(jī)和行星式滾軋成形機(jī)3種。平鍛模滾軋成形機(jī)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(dòng)對坯料進(jìn)行滾軋成形。圓鍛模滾軋成形機(jī)將平行安裝的兩個(gè)圓筒形滾軋成形鍛模沿相同方向旋轉(zhuǎn)，對夾在兩個(gè)鍛模之間的坯料進(jìn)行滾軋成形。行星式滾軋成形機(jī)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(zhuǎn)圓筒形鍛模進(jìn)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(zhì)硬，不容易加工，因此有的需要通過退火處理使材質(zhì)變軟。大部分材質(zhì)在冷鍛壓的情況下并不能滿足所要求的強(qiáng)度。熱處理就是在冷鍛壓后進(jìn)行的處理，它可以使螺栓具有所要求的強(qiáng)度和力學(xué)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(qiáng)度等級。為使成形后的螺栓具有各自所要求的力學(xué)性能，需要進(jìn)行熱處理。 1.4 表面處理 用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的螺栓由于常常粘附著潤滑油，因此即使不進(jìn)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(jìn)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(yán)重時(shí)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(jìn)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(diǎn)。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(fù)合皮膜。 2 汽車用螺栓的發(fā)展動(dòng)向 近年來，汽車廠家要求降低零部件成本、輕量化和高強(qiáng)度等。同時(shí)，為應(yīng)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(yīng)成本，正在研究使用海外的廉價(jià)材料。 為滿足用戶的要求，螺栓制作廠家也進(jìn)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(qiáng)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(jiān)固力，又減小螺栓尺寸，必須提高螺栓的強(qiáng)度。 在目前的JIS等公共標(biāo)準(zhǔn)和汽車廠家自有的標(biāo)準(zhǔn)中，只對強(qiáng)度等級在12.9以下的螺栓做出規(guī)定。普通的調(diào)質(zhì)型螺栓當(dāng)強(qiáng)度等級超過12.9時(shí)，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(qiáng)度等級螺栓的地方，如果想通過減小尺寸來達(dá)到輕量化，就必須使用強(qiáng)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(diào)質(zhì)型螺栓為實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)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(jià)格高，因此成本的上升是不可避免的。 另一個(gè)措施就是使用非調(diào)質(zhì)型螺栓。非調(diào)質(zhì)型螺栓就是在成形后無需進(jìn)行調(diào)質(zhì)（熱處理），主要是通過材料的加工硬化來確保強(qiáng)度。非調(diào)質(zhì)螺栓的金屬組織與調(diào)質(zhì)螺栓的完全不同，它具有很強(qiáng)的抗延遲斷裂特性。非調(diào)質(zhì)螺栓使用的是碳含量比調(diào)質(zhì)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(jìn)一步的加工硬化可確保螺栓的強(qiáng)度。普通螺栓在成形后雖然沒進(jìn)行調(diào)質(zhì)，但為了通過冷鍛壓來消除螺栓內(nèi)部的應(yīng)變，因此必須進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。缺點(diǎn)是材料的硬度比調(diào)質(zhì)型的高，非常難以成形。 目前，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的非調(diào)質(zhì)型螺栓的強(qiáng)度為1600MPa，用于車身的非調(diào)質(zhì)型螺栓的強(qiáng)度已達(dá)1400MPa?？梢灶A(yù)計(jì)今后對這種高強(qiáng)度螺栓的需求將進(jìn)一步擴(kuò)大。

不銹鋼管是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?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(yàn)同布氏硬度試驗(yàn)一樣,都是壓痕試驗(yàn)方法。不同的是,它是測量壓痕的深度,洛氏硬度試驗(yàn)是當(dāng)前應(yīng)用很廣的方法,其中HRC在鋼管標(biāo)準(zhǔn)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(bǔ)了布氏法的不是,較布氏法簡便,可直接從硬度機(jī)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(zhǔn)確。 2、布氏硬度 在不銹鋼管標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)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(jì),它測試非常快速、簡便,適于對不銹鋼管材做快速無損的合格檢驗(yàn)。不銹鋼管內(nèi)徑大于30mm,壁厚大于1.2mm的不銹鋼管,采用洛氏硬度計(jì),測試HRB、HRC硬度。不銹鋼管內(nèi)徑大于30mm,壁厚小于1.2mm的不銹鋼管,采用表面洛氏硬度計(jì),測試HRT或HRN硬度,內(nèi)徑小于0mm,大于4.8mm的不銹鋼管,采用管材專用洛氏硬度計(jì),測試HR15T硬度,當(dāng)不銹鋼管內(nèi)徑大于26mm時(shí),還可以用洛氏或表面洛氏硬度計(jì)測試管材內(nèi)壁的硬度。 4、維氏硬度 不銹鋼管維氏硬度試驗(yàn)也是一種壓痕試驗(yàn)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(diǎn),而克服了它們的基本缺點(diǎn),但不如洛氏法簡便,維氏法在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中很少用。

　1 納米工藝的目標(biāo) 　　實(shí)際的納米工藝計(jì)劃解決2個(gè)主要問題。 　　首先，它們可能使設(shè)備和儀器進(jìn)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(nèi)形成要求的性能。移動(dòng)電話就是很好的例子。這些多功能設(shè)備能進(jìn)行攝像和攝影，進(jìn)行聲波記錄等。納米工藝在醫(yī)學(xué)中的任務(wù)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(jì)算機(jī)。它們能移動(dòng)到人體內(nèi)，以便傳遞內(nèi)部器官狀態(tài)最準(zhǔn)確可靠的信息。應(yīng)用藥劑的納米脈沖和納米劑量，預(yù)示著成功醫(yī)治最復(fù)雜的和現(xiàn)今的不治之癥。 　　尺寸效應(yīng)在電子學(xué)和光學(xué)儀器中會產(chǎn)生巨大優(yōu)勢。航天和航空技術(shù)裝備應(yīng)用納米材料和納米工藝很有前景。因?yàn)?，這些地方設(shè)備的重量和尺寸問題具有決定意義。 　　第2個(gè)任務(wù)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(zhì)的主要重量。在許多情況下，微?；蚣{米晶體的發(fā)達(dá)表面，會在質(zhì)量上產(chǎn)生新的物理、化學(xué)和力學(xué)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(dǎo)電、磁性、光學(xué)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(biāo)明確地利用性能的這種突變效應(yīng)。 　　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(yīng)。例如，俄羅斯科學(xué)院固體物理研究所用大的總壓下量多次軋制方法，獲得由幾千層極薄（10nm）層組成的、銅和鈮復(fù)層帶材試樣，具有極好的超導(dǎo)性能。由此可以得出結(jié)論：現(xiàn)代冶金設(shè)備（軋機(jī)、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(jì)50年代，就已經(jīng)開始得到應(yīng)用，在采用“納米”術(shù)語前稱為超細(xì)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(qiáng)有力的貢獻(xiàn)。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(zhì)；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(yīng)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(yīng)用。在中世紀(jì)制造帶彩色繪畫的玻璃時(shí)，使用添加超細(xì)度金屬微粒的方法，達(dá)到改變玻璃顏色的目的。神奇的大馬士革鋼獨(dú)特的性能，應(yīng)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(shí)質(zhì)就是由實(shí)體材料制成納米薄膜鍍層。目前使用術(shù)語“納米組織材料”，表示這種材料成分中有相應(yīng)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(xì)碳化物保證了強(qiáng)化效應(yīng)。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(biāo)準(zhǔn)。