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在用盐酸酸洗时,虽然化学和电化学作用也同时发生,但是对钢铁来说,盐酸的腐蚀性比硫酸强,所以在盐酸溶液中,各种不同类型的氧化铁皮都能同时较快地溶解,而对金属基体的侵蚀却大为减弱.
可见盐酸酸洗原理和硫酸是有区别的,不同之点在于,在盆酸中,氧化铁皮主要由于溶解作用而去除,即盐酸酸洗是以化学府蚀为主.
由于酸洗原理上的区别,盐酸酸洗较硫酸酸洗有以下特点：
(1)盐酸酸洗速率较高.盐酸酸洗反应速度既不受制于氧化铁皮在酸洗前的松散程度,也不受制于氧化铁皮的相对组成.盐酸溶液同时以较大的速度溶解3层氧化铁皮,特别是对Fe2O3和Fe3O4的溶解速度远远大于其在硫酸溶 液中的溶解速度.所以坯料在盆酸中的酸流速度比在同样条件下的硫酸中大得多.例如在60℃时,用15％的盐酸溶液酪洗只需55s而用同浓度的硫酸溶液则需150s;即在80℃时分别为30s和70s.
(2)盐酸酸洗表面银亮、平滑、洁净.一方面由于盐酸基本不腐蚀金属基体,所以经盐酸酪洗后表面银亮、平滑、无酸洗痕迹；另一方面,由于氧化物易溶解于盐酸,酸洗产物易去除,故不会引起表面出现酪斑,而使表而光洁.硫酸酸洗其酸洗产物硫酸铁,因会形成不溶解的水化物,往往在表面出现酸斑等毛病.
(3)盐酸酸洗缺陷少,化学酸损少.由于盐酸基本不腐蚀金属基体,所以盐酸酸洗时酸损较硫酸酸洗低20%,前者铁损量为酸洗坯料量的0.4～0.5%,而后者为0.6～0.7%；同理,盐酸酸洗既不会发生过酸洗,也很少产生氢脆,而硫酸酸洗由于酪液腐蚀金属基体放出氢,部分氢原子扩散到金属内部导致氢脆；盐酸可以溶解压入的Fe2O3,免去了相应缺陷的产生,而硫酸则不能除去压入板面的Fe2O3.
(4)盐酸酸洗不产生酸洗残渣,而在硫醋酸洗的情况下必须经常清洗酸楷,并中和粘液状的残渣.
(5)钢中含铜也不影响酸洗质量.在盐酸中,铜不形成渗碳体,故表面的银亮程度不因含铜而降低；而在硫酸酸洗中,因钢渗碳体的析出而使表面乌暗,降低了表面质量.
(6)废酸及清洗废液可以完全再生为新酪,循环使用了无废液酸洗.
盐酸酸洗虽有上述优点,但价格贵、易挥发,产生的雾气腐蚀性强,必须装设效果良好的诽气设备.更由于其废酸的回收与再生等技术问题迟迟未获解决,一度影响了它的应用.而硫酸价格便宜,运输和贮藏方便,商品酸浓度高,在很高的酸洗温度下,几乎不产生蒸汽．持别是工业上有可靠的废酸和废水处理方法,所以在60年代以前,带钢的连续酸洗几乎毫无例外地均采用硫酸酸洗.1959年奥地利户持勒公司解决了盐园再生工艺.进入70年代以后,世界各国新建的冷轧车间普遍采用盐酸酸洗,并争相把老式的硫酸酸洗机组改造为盐酸园洗,使盐酸酸洗技术得到更广泛的应用.窄带钢车间也不例外,以盐酸酸洗机组为主流.
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活塞环重要组成部分热轧复合Q235碳钢/无缝钢管
能充分利用4A 60高导热性、耐腐蚀性、易钎焊性和08A l良好的力学性能,通过冷轧复合生产4A 60铝)-08A l钢)层状复合板.复合板在热电空冷领域的应用越来越广泛。大量研究表明[1-4],冷轧金属层状复合材料,界面结合机理主要是薄膜理论。根据薄膜理论可知,轧制压力的作用下,金属待复合面硬化层裂开,基体金属在裂缝中暴露出来,当轧制变形量达到保证两层新鲜金属互相接触的临界值时,两种材料发生初始结合。有限元数值模拟可研究轧制过程中界面处的应力应变分布,该方法已经广泛应用于双金属轧制复合临界压下量的研究。宗家富等[5]模拟不锈钢/碳钢热轧复合,提出界面上的等效应力值大于此压下量下的结合强度时对应的轧制压下量,为临界复合压下量;董洁等[6]模拟了热轧复合Q235碳钢/无缝钢管,活塞环是活塞的重要组成部分,发动机中工作条件最恶劣的零件,起着密封、导热、支撑和刮油等作用。由于活塞环的工作环境十分恶劣,加上对其功能要求又很高,因此,活塞环的材料应具有很高的耐磨性、抗刮伤性、耐蚀性、导热性、贮油性、密封性、弹性和疲劳强度,还必须具有很低的摩擦因数[1]6Cr13Mo钢16mn无缝钢管是典型的马氏体不锈钢,具有良好的耐磨、耐热性能,因此被广泛应用于活塞环用材料。6Cr13钢的基础上,添加一定量Mo能够在回火过程形成一定数量的细小MC型金属间化合物,均匀、弥散地分布在基体中,可明显提高钢的硬度和耐磨性能(MoC析出温度400~600℃)同时由于Mo形成碳化物的能力比Cr强,部分Mo可以溶入Cr23C6中,形成复合型碳化物(Cr,Mo23C6,显著改善钢的热稳定性。此外,不锈钢中添加Mo,还能够提高钢在非氧化性介质中的抗腐蚀性能,增强钢抗点蚀和缝隙腐蚀能力[2]
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无缝方管性能分析
1.方管的性能指数分析-塑性 塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。 2.方管的性能指数分析-硬度 硬度是衡量金属材料软硬程度的指针。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法，它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面，根据被压入程度来测定其硬度值。 常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等方法。 3.方管的性能指数分析-疲劳 前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指针。实际上，许多机器零件都是在循环载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。途还需有其他截面形状的异型钢管。 1.低压流体输送用焊接钢管(GB/T3092-1993)也称一般焊管，俗称黑管。是用于输送水、煤气、空气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流体和其他用途的焊接钢管。钢管接壁厚分为普通钢管和加厚钢管；接管端形式分为不带螺纹钢管(光管)和带螺纹钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表示，公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示，如11/2等。低压流体输送用焊接钢管除直接用于输送流体外，还大量用作低压流体输送用镀锌焊接钢管的原管。 2.低压流体输送用镀锌焊接钢管(GB/T3091-1993)也称镀锌电焊钢管，俗称白管。是用于输送水、煤气、空气油及取暖蒸汽、暖水等一般较低压力流体或其他用途的热浸镀锌焊接(炉焊或电焊)钢管。钢管接壁厚分为普通镀锌钢管和加厚镀锌钢管；接管端形式分为不带螺纹镀锌钢管和带螺纹镀锌钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表示，公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示，如11/2等。 3.普通碳素钢电线套管(GB3640-88)是工业与民用建筑、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的钢管。 4.直缝电焊钢管(YB242-63)是焊缝与钢管纵向平行的钢管。通常分为公制电焊钢管、电焊薄壁管、变压器冷却油管等等。 5.承压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管(SY5036-83)是以热轧钢带卷作管坯，经常温螺旋成型，用双面埋弧焊法焊接，用于承压流体输送的螺旋缝钢管。钢管承压能力强，焊接性能好，经过各种严格的科学检验和测试，使用安全可靠。钢管口径大，输送效率高，并可节约铺设管线的投资。主要用于输送石油、天然气的管线。 1、按生产方法分类 (1)无缝管——热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管(2)焊管(a)按工艺分——电弧焊管、电阻焊管(高频、低频)、气焊管、炉焊管(b)按焊缝分——直缝焊管、螺旋焊管
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Q345B矩形管的控制冷却工艺
Q345B矩形管生产的目的是获得拉拔性能良好的索氏体组织，理论上应使相变在630℃左右发生，而实际生产中不可能是完全的等温转变，最终产品中除了索氏体，还可能有少量铁素体和片状珠光体。本文采用热模拟实验的数据，对Q345B矩形管的动态连续冷却转变曲线(CCT曲线)进行了研究，讨论了吐丝温度和风冷线冷却制度对组织性能的影响，并结合高速线材控制冷却过程中的两个基本模型，即斯太尔摩风冷线上奥氏体向珠光体转变模型及最终显微组织与力学性能的关系模型，分析了Q345B矩形管的控制冷却过程与最终的显微组织和力学性能的关系，以便对冷却制度进行优化，降低组织性能改判率。
1 CCT曲线的绘制
试样钢种为WLX82A，轧制前坯料尺寸为200mm×200mm×6000mm，成品断面尺寸为.5mm。于粗轧机出口摆剪处剪下一段粗轧坯试样，加工为中8mm×15mm的圆柱体。
将Q345B矩形管试样加热至1100℃，保温5min后冷却至1050CC，以50／s应变速率、60％相对变形程度进行压缩变形。根据现场的生产工艺，设定了3个起始冷却温度880、910、940℃，变形后的试样分别从880、910、940℃开始以0.8、3、6、10、20、30、40℃／s7种不同的冷却速度进行冷却至200℃，测得温度.膨胀量时间曲线，用热膨胀法确定相变温度和时间，利用Origin软件绘制动态CCT曲线。同时以3个试样分别从880、910、940℃淬火，测量此温度下奥氏体晶粒尺寸。
2 结果分析
Q345B矩形管热模拟实验中的起始冷却温度，对应现场线材进入斯太尔摩风冷线的吐丝温度。在同一冷却速度下，随着起始冷却温度的升高，转变终了温度有不同程度的升高。起始冷却温度越高，线材的连续转变过程中在高温阶段停留的时间越长，具有的能量越高，在晶界上越容易形核长大，并且此时过冷度也较大，转变较快。
利用LeicaDM6000金相显微镜和SEMQuant400扫描电镜对热模拟试样进行定量金相分析，得到试样奥氏体化晶粒尺寸和珠光体片问距。降低吐丝温度，一方面影响变形后奥氏体晶粒长大倾向，使相变前奥氏体晶粒越小，晶界面积增大，组织中铁素体比例增加，利于形成较细晶粒组织;另一方面，珠光体量减少，珠光体片层问距变大，抗拉强度和屈服强度降低。
从实际生产情况以及用户对Q345B矩形管强度性能的要求考虑，吐丝温度可以设定在较高温度区问内(910～930℃)，从而获得较高的抗拉强度。但吐丝温度也不能太高，NTM(无扭精轧机组)出口温度和吐丝温度之间应当有一定的温降，否则由于线材长时间处于高温区，奥氏体晶粒长大，最终相变后珠光体量增多，使得去除氧化铁皮困难。另外，吐丝温度的波动应严格控制在±10℃范围内以改善通条性能。
冷却速度的加快将使相变开始温度移向较低温，随冷却速度的提高过冷度增大，促进了铁素体的进一步形核，提高了形核率，同时温度较低又限制了晶界的运动能力，延迟铁素体晶粒向未相变奥氏体基体中的生长，降低长大速率，造成铁素体晶粒的细化。加快冷却还可阻止转变前已经细化的奥氏体晶粒长大，同样有利于细化铁素体晶粒。同时也细化了珠光体，减少了珠光体的量，可减轻或消除珠光体带状组织，特别是减小珠光体的片问距和渗碳体层的厚度，使得组织更加细小均匀。
要想将Q345B矩形管的冷却速度控制在9～12℃／s，经计算应在2风机段开始相变，在4风机段之前完成相变。1、2风机应全开，3风机开85％左右或全开(取决于轧件温升情况)，目的是使线材在相变过程中温度尽可能稳定在630℃左右，即近似等温转变，同时相变在很短的时间内完成，以获得片间距极小且均匀的组织，保证在获得高强度的基础上，具有良好的韧性。相变完成之后，一方面要使线材不断降温，另一方面如果降温速度太快，势必造成应力增大，影响线材力学性能，所以4～10风机可适当减低开启度。由于斯太尔摩风冷线冷却能力(主要由风机的开启度来控制)受环境尤其是气候的影响较大，使得风机的开启与冷却速度之间没有线性关系，在正常生产中应随时进行测温以控制冷却速度。
3 总结
(1)Q345B矩形管理想的吐丝温度为910～930℃(-4-10℃)，随气候的变化适度调整。
(2)Q345B矩形管相变过程中冷却速度理想范围为9～12℃／s。风机的开启度对相变过程影响很大，应根据实际冷却速度动态调整冷却程序，使Q345B矩形管相变过程中温度保持稳定，即近似等温转变。
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