Monel400合金(UNS NO4400或MCu-28-1.5-1.8或Ni68Cu28Fe)是一种在海水、化学溶剂、氨硫氯、氯化氢、各种酸性介质如硫酸、氢氟酸、盐酸、磷酸、有机酸、碱性介质、盐和熔融盐中具有良好耐腐蚀性能的镍基合金材料。此合金具有强韧、耐蚀的综合性能，广泛用于化学等工业中。例如用于制造加热器、换热器、蒸发器、蒸馏釜、蒸馏塔、脂肪酸处理用冷凝器、处理松香亭酸用设备、化工泵等。由于合金在高温下还具有高强度和良好的抗氧化性，因而还可用于热处理工业，制造各种结构件。在核动力工业中，该合金具有良好的耐高温高压水的腐蚀性能。

冷轧是一个塑性变形过程，其特点是尺寸精度高，内表面光洁，并具有较高的机械性能。LG60在轧制Monel400时，管材表面局部出现螺旋状缺陷(见图1),导致生产效率下降，成品率降低，给后序管材轧制也带来了负面影响。故必须增加修磨工序消除该缺陷。

(资料图片)

1实验方法

分别对Monel400的管坯螺旋缺陷间距(见表1)和轧制后螺旋缺陷间距的测量(见表2),并对1"缺陷和2"缺陷做金相，分析其深度，对两组数据对比，

分别取1#和2#缺陷作金相图2,缺陷深度分别为0.5mm和0.4mm。

2实验结果与讨论

2.1设备方面

孔型开口合适，安装对正，用塞尺测量孔型间隙0.05 mm,齿轮与齿条间隙约1.6mm,在设计要求范围内，回转角度52°~57°,送进量7mm,设备在运行过程中，未发现异常，设备及设备调整没有问题，导料口、喇叭口、出料架等无毛刺，对轧制不能造成划伤。

2.2工艺方面

同一批号Monel400,φ90 mm×7mm管坯，轧制φ90mm×7mm→φ75 mm×3.2 mm道次，加工率为61%,延伸系数为2.55。在LG60上能够顺利轧制，无此缺陷的存在，说明该工艺不存在问题。

2.3工模具方面

孔型装配合适，开口度27°,孔型上下左右对正无错位，零线对齐，孔型曲线与芯棒匹配。表面光洁度0.7um达到生产要求。

2.4管坯方面

分别对设备、工艺、工模具进行全面检查，未发现异常，对φ90mm管坯进行检查，发现个别管坯上局部存在螺旋细小裂纹缺陷(见图3),但间距远小于轧制后间隙。对管坯螺旋缺陷间距测量，见表1。

将管坯螺旋缺陷间距数据和轧制后管材螺旋缺陷间距数据对比发现：两组数据成正比，满足L=λL,(λ为管材的延伸系数

λ=(D-T)T/(D₁-T1)T1

D-轧制前管材外径；T-轧制前管材壁厚；D₁-轧制后管材外径；T1-轧制后管材壁厚。

将D=90,T=7,D=75,T1=3.2,可以得出：λ=2.55,将表2的数据引入可以得出以下数据：

将表2和表3的数据对比发现，两组数据基本吻合，说明轧制后管材表面的螺旋缺陷是由管坯表面的螺旋缺陷造成的。为了进一步验证轧制后管材表面的螺旋缺陷是由管坯表面的螺旋缺陷造成的推断，作了两组对比实验，两组试样使用同一批号、同一成分的管坯。

分别抽取10支A表面光滑管坯和10支B表面存在螺旋缺陷的管坯(见图4)

从火温度一抗拉强度图、退火温度一屈服强度图上可以看到：(1)随着荒管退火温度的降低，冷硬管的抗拉强度、屈服强度值逐渐增加，在1000℃时达到最大强度值；(2)退火温度低于1000 ℃存在明显的强度降低拐点(和再结晶程度有关);(3)从退火温度一伸长率图上显示在1060℃时伸长率达到最大值；(3)1000℃、1020 ℃时力学性能达到标准，但是数值不理想。

4.3在荒管退火温度为1060 ℃时不同变形量对力学性能的影响

试验结果表明：在荒管退火温度1060 ℃冷拔变形量提高为7%~10%后，强度指标有较大幅度上升，而且屈服强度、抗拉强度和伸长率配合较好。

00Cr18Ni10N是奥氏体不锈钢，退火温度的高低一方面对冷硬态荒管的回复和再结晶有影响，另一方面又和奥氏体钢的固溶程度相关，以上的工艺试验表明如果仅仅是考虑达到标准要求，可选择的温度范围和冷拔变形量是较为宽泛的，可以根据不同性能需求，选择工艺参数。但是此次研制中还有晶腐、晶粒度指标也必须考虑，在退火温度<1050 ℃时，钢中碳化物的溶解并不完全，晶粒的再结晶也不充分，在退火温度>1100 ℃时，晶粒度又极易长大，这对晶腐、晶粒度达到标准不利。因此，退火温度的应选择应在1050~1100℃之间，并在此之间寻找合适的冷拔变形量。

通过以上试验及分析最终确定了荒管退火温度1060 ℃、冷拔变形量为7~10%,并按此工艺参数进行冷拔生产，生产出的φ15mm×1.1冷硬管达到了标准的要求。

分别在同一设备上轧制，结果A料光滑无缺陷，B料存在螺旋缺陷(见图5),以上结果充分说明轧制管材表面的螺旋裂纹是由管坯上凹型螺旋缺陷造成的。

3结论

(1) 管坯凹型螺旋缺陷是造成Monel400成品管材外表面螺旋缺陷的原因。

(2) 管坯的好坏，直接影响管材质量，应加强管坯表面质量控制。

(3)调整穿孔机参数，能有效减少管坯表面的螺旋纹，从而提高成品管表面质量。

4结语

通过工艺试验，摸索出00Cr18Ni10Nφ15mm×1.1冷硬态钢管生产最后一道次冷拔前应进行退火处理，强度、塑性指标配合较佳的退火温度为1060 ℃,冷拔变形量为7~10%。