无锡耐低温无缝不锈钢管表面成品管缺陷分析

可以发现不锈钢管外表面缺陷为轧制过程中啮合了的细小外折及裂纹，见图1(a)。可以推测，裂纹及外折的形成阶段在定径之前，且在定径过成中发生啮合。经测量，最大外折深度为0.8 mm。不难发现，所有裂纹及外折周边都并不光滑，而是有一层经过氧化的晶界，且裂纹的延伸方向是沿着晶界的，见图1(b).(c)。不仅如此，在管体未显示缺陷的正常表面上除了有氧化层的覆盖外，氧化层与管体金属之间的界面也并不光滑，而是有一层晶界氧化层，见图1(d)。晶界氧化层的存在会大幅度降低管体的变形性。

   对氧化层及氧化物进行扫描电镜及能谱观察，结果如图2所示。低倍下由无缝不锈钢管外表面向内延伸的线扫描结果见图2(a)，显示表面氧化层仅为Fe的氧化物，Ni,Si,Mn并不参与氧化反应，此外，在氧化过程中Ni原子明显由氧化层相金属表面扩散，而Si, Mn元素的扩散不明显。无缝不锈钢管表面内的晶界氧化形貌及能谱结果见图2(b)，晶界氧化会导致细小裂纹在晶界之间出现。且晶界氧化物与外氧化层相仿，为Fe的氧化物，Ni原子在氧化过程中向晶内扩散。

   综合以上结果认为，9Ni无缝不锈钢管表面缺陷的形成有两种可能性:一种是材料本身在变形过程中塑性不够，导致裂纹与外折形成;另一种是材料表面氧化引起表面缺陷，表面缺陷在变形过程中放大成为裂纹与外折。