冷拔鋼管的力學性能詳述

鋼材力學性能是保證鋼材最終使用性能(機械性能)的重要指標，它取決于鋼的化學成分和熱處理制度。在鋼管標準中，根據(jù)不同的使用要求，規(guī)定了拉伸性能(抗拉強度、屈服強度或屈服點、伸長率)以及硬度、韌性指標，還有用戶要求的高、低溫性能等。

①抗拉強度(σb)

試樣在拉伸過程中，在拉斷時所承受的大力(Fb)，除以試樣原橫截面積(So)所得的應力(σ)，稱為抗拉強度(σb)，單位為N/mm2(MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的大能力。計算公式為：

式中：Fb--試樣拉斷時所承受的大力，N(牛頓); So--試樣原始橫截面積，mm2。

②屈服點(σs)

具有屈服現(xiàn)象的金屬材料，試樣在拉伸過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長時的應力，稱屈服點。若力發(fā)生下降時，則應區(qū)分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2(MPa)。

上屈服點(σsu)：試樣發(fā)生屈服而力初次下降前的大應力; 下屈服點(σsl)：當不計初始瞬時效應時，屈服階段中的小應力。

屈服點的計算公式為：

式中：Fs--試樣拉伸過程中屈服力(恒定)，N(牛頓)So--試樣原始橫截面積，mm2。

③斷后伸長率(σ)

在拉伸試驗中，試樣拉斷后其標距所增加的長度與原標距長度的百分比，稱為伸長率。以σ表示，單位為%。計算公式為：

式中：L1--試樣拉斷后的標距長度，mm; L0--試樣原始標距長度，mm。

④斷面收縮率(ψ)

在拉伸試驗中，試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的大縮減量與原始橫截面積的百分比，稱為斷面收縮率。以ψ表示，單位為%。計算公式如下：

式中：S0--試樣原始橫截面積，mm2; S1--試樣拉斷后縮徑處的最少橫截面積，mm2。

⑤硬度指標

金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱為硬度。根據(jù)試驗方法和適用范圍不同，硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。

冷拔鋼管的生產(chǎn)過程和用途

冷拔鋼管擠壓法即將加熱好的管坯放在密閉的擠壓圓筒內(nèi)，穿孔棒與擠壓桿一起運動，使擠壓件從較小的模孔中擠出。此法可生產(chǎn)直徑較小的鋼管。

用途

冷拔鋼管用途很廣泛。一般用途的無縫管由普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼軋制，產(chǎn)量多，主要用作輸送流體的管道或結(jié)構(gòu)零件。

根據(jù)用途冷拔鋼管不同分三類供應：

a、按化學成分和機械性能供應；

b、按機械性能供應；

c、按水壓試驗供應。按a、b類供應的鋼管，如用于承受液體壓力，也要進行水壓試驗。

冷拔鋼管的控制方法

1）冷拉應力控制的情況：

對于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋和5號鋼的鋼筋，在冷拉后，作預應力鋼筋使用的，要用冷拉應力控制。但鋼筋冷拉后經(jīng)檢查，冷拉率超過了規(guī)范規(guī)定值，還要再進行機械能實驗。

2）冷拉率測定控制要求：

以冷拉率控制鋼筋冷拉時，控制值要由試驗確定。試驗測定時要求：同爐同批的測定試件，不能少于4個，每個試件都要按規(guī)范規(guī)定的冷拉應力測定相應的冷拉率，并取試件的平均值作為該爐該批鋼筋的實際冷拉率。如果鋼筋強度偏高，平均的冷拉率低于1%時，在鋼筋冷拉時，仍要按1%的冷拉率控制。

3）不同爐批的冷拉控制：

對于混雜，分不清爐批的鋼筋，冷拉時，不能用冷拉率控制，而且要冷拉多根連接的鋼筋，每根的冷拉率和控制應力都要符合規(guī)范規(guī)定。

4）冷拉速度控制：

要使鋼筋充分變形，就要適當控制冷拉速度，一般以0.5-1.0為宜。同時要求，冷拉到規(guī)定的應力和冷拉率以后，隨即停拉2-3以后，再放松鋼筋，結(jié)束冷拉，以給鋼筋充分變形的時間。

5）冷拉控制方法：

冷拉時只用冷拉率或者冷拉應力控制叫單控，冷拉時冷拉率和冷拉應力同時應用，稱為雙控。采用單控，施工簡單方便。但對于材質(zhì)不均勻的鋼筋，不可能逐根試驗（逐根試驗，費工費料，不可能這樣做，有的同一根鋼筋冷拉率也不一樣）冷拉質(zhì)量得不到保證。雙控方法可以避免上述問題。冷拉時，對于控制應力已經(jīng)達到，冷拉率沒有超過允許值的，可以認為合格。但是，如果冷拉率已經(jīng)達到，而冷拉應力還達不到控制應力，這種鋼筋要降低強度使用。對于預應力鋼筋必須采用雙控方法。