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冷拔無縫鋼管的力學(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，試樣在拉伸過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長時(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(yàn)中，試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長度與原標(biāo)距長度的百分比，稱為伸長率。以σ表示，單位為%。計(jì)算公式為：

式中：L1--試樣拉斷后的標(biāo)距長度，mm; L0--試樣原始標(biāo)距長度，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。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。

空拔時(shí)冷拔無縫鋼管的變化

空拔時(shí)冷拔無縫鋼管各層表面積的上述變化性質(zhì)，影響了金屬變形的不均勻性。其特點(diǎn)之一是沿管壁各層的自然延伸是不一致的，自然延伸以冷拔無縫鋼管的外表面層為小，以冷拔無縫鋼管的內(nèi)表面層為大，中間各層的自然延伸從外表面層至內(nèi)表面層逐漸增加。其特點(diǎn)之二是，由于整體性的關(guān)系，變形時(shí)冷拔無縫鋼管各層不能有不同的延伸，因此，各層之間必然相互牽制。

由于外表面至中性層之間(稱外層)的金屬其自然延伸比中性層至內(nèi)層之間(稱內(nèi)層)的金屬小，所以變形時(shí)外層必然受到內(nèi)層的牽制作用，其實(shí)際延伸比自然延伸大，同時(shí)由于增加了延伸其厚度就減小了。相反，內(nèi)層的延伸受到外層的阻礙，其實(shí)際延伸比自然延伸小，而厚度增加了。

我公司始終堅(jiān)持以市場為導(dǎo)向，以客戶為中心，以質(zhì)量為企業(yè)命脈，以誠信為治企之本，堅(jiān)持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑瓌t穩(wěn)步進(jìn)取，不斷發(fā)展壯大。 

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冷拔無縫鋼管的塑性變形

冷拔無縫鋼管是一種新型高技術(shù)節(jié)能產(chǎn)品，高精度冷拔無縫鋼管的推廣應(yīng)用對節(jié)約鋼材，提高加工工效，節(jié)約能源 所謂高精度冷拔無縫鋼管是指內(nèi)、外徑尺寸精度(公差范圍)嚴(yán)格，內(nèi)外表面光潔度、圓度、直度良好，壁厚均勻的精 該技術(shù)所生產(chǎn)的冷拔無縫鋼管的主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到或部分超過國家標(biāo)準(zhǔn)GB8713--88和國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4394/I-1980(E) 的要求。

冷拔無縫鋼管正是發(fā)生了加工硬化。冷拔時(shí)金屬發(fā)生塑性變形，晶體內(nèi)部有多個(gè)滑移系啟動(dòng)，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)彼此攔截，許多位錯(cuò)被釘扎住，造成位錯(cuò)塞積，同時(shí)位錯(cuò)源停止動(dòng)作。上述一系列過程導(dǎo)致了位錯(cuò)的可動(dòng)性降低，晶體中的位錯(cuò)密度顯著增加。當(dāng)塑性變形進(jìn)一步發(fā)生，應(yīng)力增加并足以使釘扎的位錯(cuò)開始運(yùn)動(dòng)，螺位錯(cuò)交滑移，刃位錯(cuò)不能交滑移，這樣發(fā)生位錯(cuò)交截，使不動(dòng)階數(shù)增加。

所以，通過冷拔無縫鋼管內(nèi)部位錯(cuò)密度增加，位錯(cuò)可動(dòng)性降低，既難于產(chǎn)生位錯(cuò)又難于移動(dòng)位錯(cuò)，因而金屬材料硬度、強(qiáng)度提高。