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1、变形度和几何尺寸对焊接钢管机械性能的影响在焊管生产过程中,焊管本身的变形度、结晶的方法,可以消除这种影响。1前言经国家标准局批准,自1989年 7月1日起实施焊管国际一般水平标准,其中主要是:焊管的抗拉强度为294461M Pa、伸长率20%,对水压试验的要求也相应提高。目前国内许多小25mm、40mm的焊管，抗拉强度高、伸长率低,为达到焊管国际一般 水平标准,我们进行了一些研究工作,以确定影响焊管机械性能的主要因素,并对其进行 控制。经摸索认为,焊管用钢的化学成分、带钢的终轧温度、焊管的规格尺寸、变形度、加 工硬化等均对机械性能有重要的影响。由于化学成分、终轧温度等均属前部工序中确 定的因素
2、,在此不予过多论述。带钢被弯曲成钢管的过程是弹塑性变形过程,表现为纵向边缘的弹性拉压和横向的弹 塑性弯曲。带钢成型的过程,也是带钢经受拉伸和压缩、弯曲和扭转联合作用的过程。 这当中,规格尺寸、变形度必然要对变形的最终结果产生影响。本文将重点研究在生产 过程中,焊管本身的特征对其机械性能的影响,即规格尺寸、变形度对机械性能的影响。2 焊管尺寸与机械性能的关系焊管在生产过程中,因规格尺寸的不同,各部位的受力状态也不同。具体的关于受力 的计算相当复杂,在此略去。表1列出缸1 9 9 2年第5期了规格尺寸与机械性能的关 系。从表1可以看出，小40mm焊管的平均值比小25mm焊管的平均值低33.8 1M
3、 P a, 而乙。则高出了 7.4%。25mm焊管显然达不到标准。经过进一步地分析发现,焊管规 格越小,变形越大,则加工硬化越严重,内应力越大,变形抗力越大,塑性越低。由此得出机 械性能与焊管尺寸成反比关系的结论。理管规辂尺寸塢机械惟離的关暴规格(mm)裁拉强蘆(MPa)妣 5488J916.6340454 历 824*03趴59注1所列数揺均为乎时拥蘊时的平麹遣3 变形度与机械性能的关系所谓变形度是指原截面积与变形后截面积之比。经过一系列试验所得变形度与机械 性能的关系_见表 2。由表 2可知,变形度越大,抗拉强度越大。2变戀厦写机Utt能的栄系产晶抗掠强度 （MPa）%)铁素擦 最牺度带钢
4、坯16x 1054紇4躬23帶钢3.25X 1005.1744131J2”9注1带钢坯由翱EE冥的EE理铸理轨制而股，逹铸钢坯铁鬱休晶粒嫂瀚5级4变形度影响机械性能的分析从上述的结论可以认为,焊管规格尺寸对机械性能的影响,最终也还是变形度对机械 性能的影响。焊管尺寸越小,变形度越大,则影响越明显。变形度影响机械性能的成因可 略作如下分析。塑性变形中,金属内的晶体发生滑移,在滑移面上就会形成许多很小的晶粒碎片,并产 生箭;格歪扭、畸变,出现亚结构以及不均匀变形等。并且,碎片使滑移面呈凹凸不平状 态,以致难以进一步位移。以上种种,便使金属发生一系列的组织性能的改变,其中最主 要的是使金属的变形抗力
5、指标（弹性极限、屈服极限、强度极限、硬度等）随变形程度 的增加而升高,使金属的塑性指标（伸长率、断面收缩率等）随变形程度的增加而降低。5 克服不利影晌的措施经过仔细摸索发现,将冷加工形变后的金属加热到适当温度并保温适当时间后,金属 原子将进行重新形核和晶粒长大,获得没有内应力和加工硬化的组织。这个过程也称为 再结晶过程。一般地说,纯金属的再结晶温度与金属熔点有以下关系:T 再结晶 =（0.3 5 一 0 。 4 0）T 熔点T 在此皆以绝对温度计算。再结晶后,机械性能恢复、变形抗力降低、塑性升高。再结晶温度是一个很关键的指标,我们取得的经验是:若带钢终轧以后打卷冷却,再用 以焊成焊管，则再结晶温度以40弋为宜;若未打卷冷却，则再结晶温度必须在6 5 0弋以上,方可达到预期目的;在只考虑得到较好的伸长率时，一般说不论打卷冷却与否J只需 在305C进行再结晶即可。6结语焊管的规格尺寸、变形度会对其机械性能产生一些不利的影响,在采用新的焊管国际 一般水平标准后,必须克服这些不利影响,再结晶方法是目前较简便有效的方法,它基本 上可以使产品达到国际一般水平标准。
