冷拔無(wú)縫管的力學(xué)性能詳述

鋼材力學(xué)性能是保證鋼材最終使用性能(機(jī)械性能)的重要指標(biāo)，它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)不同的使用要求，規(guī)定了拉伸性能(抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率)以及硬度、韌性指標(biāo)，還有用戶要求的高、低溫性能等。

①抗拉強(qiáng)度(σb)

試樣在拉伸過(guò)程中，在拉斷時(shí)所承受的大力(Fb)，除以試樣原橫截面積(So)所得的應(yīng)力(σ)，稱為抗拉強(qiáng)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(jì)算公式為：

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

②屈服點(diǎn)(σs)

具有屈服現(xiàn)象的金屬材料，試樣在拉伸過(guò)程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力，稱屈服點(diǎn)。若力發(fā)生下降時(shí)，則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)。屈服點(diǎn)的單位為N/mm2(MPa)。

上屈服點(diǎn)(σsu)：試樣發(fā)生屈服而力初次下降前的大應(yīng)力; 下屈服點(diǎn)(σsl)：當(dāng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)，屈服階段中的小應(yīng)力。

屈服點(diǎn)的計(jì)算公式為：

式中：Fs--試樣拉伸過(guò)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(zhǎng)率(σ)

在拉伸試驗(yàn)中，試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長(zhǎng)度與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比，稱為伸長(zhǎng)率。以σ表示，單位為%。計(jì)算公式為：

式中：L1--試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度，mm; L0--試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度，mm。

④斷面收縮率(ψ)

在拉伸試驗(yàn)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(jì)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(biāo)

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(yàn)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(duì)于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。

冷拔無(wú)縫管加工時(shí)可能出現(xiàn)的缺陷

1、冷拔無(wú)縫管會(huì)導(dǎo)致材料晶格位錯(cuò)等微觀缺陷和表面粗糙度的增加，并誘發(fā)馬氏體相變及碳化物的析出。如冷加工后奧氏體鋼呈現(xiàn)出磁性增加現(xiàn)象。

2、導(dǎo)致材料晶格位錯(cuò)或相變發(fā)生在表面，就會(huì)成為孔蝕等局部腐蝕的始發(fā)位置。冷拔無(wú)縫管這種現(xiàn)象在變形程度達(dá)到20%減斷面率時(shí)會(huì)出現(xiàn)直接不良影響。

3、冷拔無(wú)縫管冷加工以后將在材料中留下殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力對(duì)材料的抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂極為不利。冷拔鋼管任何程度的冷加工對(duì)會(huì)使冷拔鋼管材料的SCC敏感性大增。

4、冷加工程度對(duì)冷拔鋼管的高溫持久強(qiáng)度也有不良影響。冷拔無(wú)縫管一般工作溫度越高或斷裂壽命要求越高，允許的冷加工程度也越低。

冷拔無(wú)縫管的調(diào)質(zhì)處理

冷拔無(wú)縫管的調(diào)質(zhì)處理是指管材在淬火后再進(jìn)行高溫回火，目的很簡(jiǎn)單，就是使調(diào)質(zhì)后的冷拔無(wú)縫管具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能。整個(gè)工藝過(guò)程中，作為關(guān)鍵的就是調(diào)制處理工藝的加溫時(shí)間、保溫時(shí)間、冷卻速度及冷卻介質(zhì)等參數(shù)的把握，這些都是要看具體的材料、具體技術(shù)要求決定的。

經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理之后的冷拔無(wú)縫管發(fā)生了很大的變化，它不僅能夠保持較高的強(qiáng)度，與此同時(shí)還具有很好的塑性和韌性，更能符合各種不同工況的應(yīng)用需求。為避免盲目性，要根據(jù)系統(tǒng)基本原理，進(jìn)行綜合分析、邏輯判斷，找出冷拔無(wú)縫管故障部位。由于冷拔無(wú)縫管故障診斷是建立在運(yùn)行記錄及某些系統(tǒng)參數(shù)基礎(chǔ)之上的，所以建立系統(tǒng)運(yùn)行記錄是關(guān)鍵的；而且具備一定檢測(cè)手段，也能對(duì)冷拔無(wú)縫管故障做出準(zhǔn)確的定量分析。