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海南螺旋鋼管生產(chǎn)形成孔腔的原因是什么?
  發(fā)布時間:2024-08-01                  瀏覽次數(shù):284次
螺旋鋼管生產(chǎn)形成孔腔的原因是什么?海南螺旋管

  螺旋鋼管斜軋時軋件由于做螺旋運動,軋件在變形區(qū)內(nèi)被反復(fù)碾壓。由于應(yīng)力-變形狀態(tài)的影響,因此,軋件的中心產(chǎn)生縱向內(nèi)撕裂,這種撕裂稱為孔腔。一定成分的金屬在一定工藝變形條件下(加工溫度、變形速度、工具設(shè)計等),管坯徑縮率達到一定臨界值E,后,便沿軸心出現(xiàn)縱向微裂紋,進而形成孔腔。在頂頭前過早形成空腔,會造成大量內(nèi)折疊缺陷,惡化螺旋鋼管表面質(zhì)量,甚至成為廢品。因此在穿孔工藝中力求避免過早形成孔腔。孔腔形成原因歸根結(jié)底是由金屬的應(yīng)力狀態(tài)決定的。

螺旋鋼管生產(chǎn)形成孔腔的原因是什么?

實際形成孔腔的原因有二:

  (1)“外端”的影響。大量試驗研究表明圓坯橫鍛的一次徑向壓縮率在6%以下時,最大塑性變形區(qū)僅發(fā)生在與工具接觸的表面附近,軸心區(qū)變形很小,特點類似雙鼓變形,一次徑縮率達到10%以上才出現(xiàn)類似單鼓變形的特點,但這里的雙鼓變形是發(fā)生在一個橫截面的內(nèi)部,于劇烈變形區(qū)I、III兩側(cè)還存在著變形很小的“外端”,這樣I、II區(qū)內(nèi)金屬的橫向流動,對兩側(cè)外端起了一種“楔入”作用,使軸心區(qū)II承受很強的橫向附加張應(yīng)力。

a-壓縮率在6%以下;b-壓縮率在10%以上

  (2)表層變形。螺旋鋼管斜軋條件下表層金屬的塑性變形劇烈,金屬連續(xù)不斷地沿著軸向和切向流動,作為一個整體必然牽引著軸心區(qū)金屬不斷地流向表層,于軸心形成三向附加張應(yīng)力。這樣,螺旋鋼管斜軋實心體軸心區(qū)的工作應(yīng)力狀態(tài),是在外力作用方向為壓應(yīng)力,其他兩向為張應(yīng)力。因為兩個因素在橫向引起的附加應(yīng)力同向,所以橫向張應(yīng)力的數(shù)值最高,增長速度最快。螺旋鋼管斜軋條件下金屬每被軋輥加工一次后完全恢復(fù)再結(jié)晶是不可能的,故上述的附加應(yīng)力都將部分地以殘余應(yīng)力形式保留下來,并隨反復(fù)加工次數(shù)的增加而積累增大。不管軋件如何轉(zhuǎn)動,這個應(yīng)力場在軸心區(qū)的基本相位是不變的。于是當(dāng)工作應(yīng)力狀態(tài)發(fā)展到一定極限值后,相對主應(yīng)力約45°的最大切應(yīng)力方向上便開始產(chǎn)生切變形。經(jīng)多次反復(fù),由于加工硬化和晶體內(nèi)部缺陷的存在,這些部分便在最大橫向張應(yīng)力作用下出現(xiàn)裂紋,逐漸發(fā)展成軸心疏松區(qū),形成孔腔。

  關(guān)于螺旋鋼管斜軋時孔腔的形成機理解釋很多。一般認為孔腔的形成是由于軋件受到了交變的剪切應(yīng)力和橫向拉應(yīng)力所致。螺旋鋼管斜軋時軋件做螺旋運動,軋件在旋轉(zhuǎn)加工時,中心部分受到交變的切應(yīng)力和橫向拉應(yīng)力。切應(yīng)力使金屬產(chǎn)生滑移而形成微裂,拉應(yīng)力使微裂擴展而形成宏觀的裂紋,這些裂紋擴大和連接而成孔腔。
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