超低碳奧氏體不銹鋼00Cr17Ni12Mo2因其價格優(yōu)勢在許多使用場合下成為316L的替代材料，但企業(yè)在加工或使用過程中，發(fā)現(xiàn)這類不銹鋼管在穿孔及擴管之后，部分產(chǎn)品出現(xiàn)分層開裂。

裂口與鋼管軸向約呈45°分層折疊狀，鋼管內(nèi)壁呈灰褐色，并有擴管后留下的縱向壓痕。裂痕表面呈黑灰色，深部形狀較平整，裂口粗糙，且裂紋沿鋼管切向和軸向擴展，裂面與鋼管切向呈2°～2.5°夾角，但未貫穿截面，是典型的內(nèi)分層或內(nèi)折缺陷。超低碳奧氏體不銹鋼屬于難變形合金，其管坯斜軋穿孔時，由于變形不易深透，頂頭前各階段變形強度呈(U1+W+2U2)形態(tài)分布，這種分布將導致表層金屬的附加變形劇烈，從而引起內(nèi)分層缺陷。此外，當軋制參數(shù)設(shè)置不當，孔腔的形成將導致內(nèi)折。

通過對成分進行化學分析，其主要合金元素均符合要求。在鋼管內(nèi)表層開裂部位取樣，測得該區(qū)域的碳含量為0.013%，說明有少量脫碳。然而碳的質(zhì)量分數(shù)在0.025%以下，已不足以形成Cr23C6沉淀而引起晶間腐蝕，因此可以排除由于局部晶間腐蝕造成層狀開裂的可能。

用SEM對裂面進行分析，200倍所顯示分層面的低倍形貌較平滑，450倍下可見層裂面上覆有網(wǎng)狀開裂的氧化層，650倍下可觀察到層裂面上高溫氧化物呈平行條狀分布，1000倍下的氧化物裂縫中隱約可見金屬的撕裂韌窩形態(tài)。分層面未見夾雜物。上述現(xiàn)象表明，斜軋穿孔后，由于后續(xù)擴孔的總擴徑率高達46.2%，原有分層面或內(nèi)折面上的氧化物受變形而撕裂，其一次裂紋呈網(wǎng)狀，二次裂紋則與擴孔的拉伸方向平行，呈縱裂形態(tài)，層裂或內(nèi)折在斜軋穿孔其間便已形成，且層裂不是由鋼中夾雜物所引起。

螺旋狀分層開裂是在斜軋穿孔過程中，材料在螺旋前進、徑向壓縮以及受頂頭阻滯的特定條件下而形成局部分層，在變形區(qū)交變應(yīng)力作用和管壁反復彎曲條件下不斷擴大分層面，并與孔腔撕裂貫通，此時的裂紋的角度應(yīng)與斜軋螺旋角有關(guān)。材料內(nèi)表面在擴管芯棒的作用下受徑向擠壓和軸向摩擦作用，可促使網(wǎng)狀裂紋擴展，裂紋表面進一步受到高溫氧化而不可焊合。

二輥斜軋穿孔時，毛管內(nèi)側(cè)比外側(cè)更容易出現(xiàn)層裂。分層開裂對斜軋穿孔的工具調(diào)整參數(shù)較敏感，應(yīng)特別注意前進角與頂頭前伸量的調(diào)整，以避免孔腔形成。斜軋穿孔區(qū)橢圓度系數(shù)過大將導致內(nèi)分層加劇，應(yīng)注意控制橫向變形，尤其是穿孔區(qū)的橢圓度系數(shù)，建議其小于等于1.05，以免造成分層加劇。條狀分布的鐵素體（δ）在交變應(yīng)力和附加應(yīng)變作用下可誘發(fā)層裂。（榕霖）