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冷矯直對厚壁無縫鋼管性能的影響
冷轎直過程對厚壁無縫鋼管機械性能的影響不如熱軋變形那么大,因為變形量較小。
從資料和生產(chǎn)試驗中大致得到如下規(guī)律:
1.冷矯直對厚壁無縫鋼管強度極限的影響很?。?
2.冷轎直對屈服點的影響,和厚壁無縫鋼管壁厚有關,厚壁無縫鋼管壁厚6毫米以下時,屈服點上升,而壁厚大于6毫米時冷轎直使得金屬屈服點下降。
3.對延伸率的影響是,厚壁無縫鋼管通過冷轎直后,厚壁無縫鋼管的延伸率有所下降,而且管壁愈下降的程度也愈大。同時和矯直速度有關,速度快,厚壁無縫鋼管的延伸率減得少。
4.對厚壁無縫鋼管硬度的影響,有試驗得出,矯直薄壁管硬度稍有增加,但大多數(shù)情況下都是硬度有些降低。矯直過程中存在著加工硬化,不硬化反而軟化可能是反復彎曲作用的結(jié)果。
厚壁無縫鋼管冷拔過程中殘余應力的形成
厚壁無縫鋼管在冷拔過程中存在著不均勻變形,由此產(chǎn)生附加應力,冷拔后這種附加應力即成為殘余應力留在管內(nèi)。厚壁無縫鋼管不均勻變形的程度決定了其殘余應力的大小和分布。
厚壁無縫鋼管冷拔變形是由其變形特點決定的。由于空拔過程中沒有芯棒參與對管壁的加工,且變形后管壁的厚度變化不大,因而造成了厚壁無縫鋼管內(nèi)外層變形條件和變形狀態(tài)的很大差異,導致了不均勻變形。
變形過程中,由于厚壁無縫鋼管內(nèi)表面附近的金屬首先進入塑性變形狀態(tài),并且金屬沿軸向流動時沒有受到摩擦產(chǎn)生的阻力的影響,因而出現(xiàn)其軸向變形沿壁厚方向的不均勻性,致使厚壁無縫鋼管外層的自然延伸明顯低于內(nèi)層。這樣,在厚壁無縫鋼管外層產(chǎn)生的軸向和切向附加拉伸變形和附加拉伸應力達到值;相反,在厚壁無縫鋼管內(nèi)層產(chǎn)生的軸向和切向附加壓縮變形和壓縮應力也達到值,附加應力在變形后成為殘余應力留在管內(nèi)。
綜上所述,由于空拔后造成厚壁無縫鋼管不均勻變形,使得厚壁無縫鋼管內(nèi)存在較大的殘余應力,因此有必要尋求一種降低空拔管殘余應力的有效方法,以減小縱裂的危害。
厚壁無縫鋼管的生產(chǎn)工藝
厚壁無縫鋼管是用10、20、30、35、45等碳結(jié)鋼16Mn、5MnV等低合金結(jié)構(gòu)鋼或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合結(jié)鋼熱軋或冷軋制成的。10、20等低碳鋼制造的厚壁無縫鋼管主要用于流體輸送管道。45、40Cr等中碳鋼制成的無縫管用來制造機械零件,如汽車、拖拉機的受力零件。厚壁無縫鋼管要保證強度和壓扁試驗。厚壁無縫鋼管以熱軋狀態(tài)或熱處理狀態(tài)交貨;冷軋以熱以熱處理狀態(tài)交貨。
熱軋也就是軋件的溫度高,因此變形抗力小,可實現(xiàn)大的變形量。以鋼板的軋制為例,一般連鑄坯厚度在230mm左右,而經(jīng)過粗軋和精軋,終厚度為1-20mm。同時由于鋼板的寬厚比小,尺寸精度要求相對低,不易出現(xiàn)板形問題,以控制凸度為主。對于組織有要求的,一般通過控軋控冷來實現(xiàn),即控制精軋的開軋溫度、終軋溫度。
冷軋無縫鋼管:圓管坯—加熱—穿孔—打頭—退火—酸洗—涂油(鍍銅)—多道次冷拔(冷軋)—坯管—熱處理—矯直—水壓試驗(探傷)—標記—入庫。