40MnB合金鋼管室溫拉伸力學(xué)性能和硬度的測試

利用光學(xué)金相顯微鏡OM和XRD研究了熱處理對40MnB合金鋼管組織與性能的影響，利用SEM分析了合金拉伸斷口形貌，測試了合金室溫拉伸力學(xué)性能和硬度。

熱處理改變了40MnB合金鋼管中Mg2Si的形貌與分布，晶粒得到顯著的細化,晶界網(wǎng)狀析出物消除，熱鍛和熱擠壓后坯料晶粒大小分布均勻，合金管的組織由α-Mg、共晶Mg2Si、共晶Mg2Sn三相組成，經(jīng)480℃過固溶處理后,合金管中的Mg2Sn相基本溶解,而熱軋后晶粒大小不一，在晶界及晶內(nèi)都有第二相析出,呈彌散分布狀態(tài)。首先從枝晶根部溶解的?；Ｐ?，二次或三次枝晶根部表面的曲率大，同時β-Mg17Al12相溶入到α-Mg基體中,在晶界周圍聚集,而晶內(nèi)比較稀散。β相對α相腐蝕的阻礙作用增加,而且合金中的鐵含量并沒有提高,熱速處理顯著細化了合金晶粒,β相的尺寸和間距變小,隨著保溫時間的延長,粗大的Mg2Si相得到少量球化。合金管的組織中存在熱裂紋和顯微疏松缺陷,合金含鐵量顯著高,富集于固液界面前沿,阻礙α-Mg基體的自由長大,隨保溫時間的延長，TiC枝晶逐步溶斷為禿枝

熱處理過程中Mg2Sn相以彌散形式析出，平均晶粒尺寸由未變質(zhì)合金的約140μm細化到約40μm，細小的Mg2Sn相彌散析出并使合金管板的硬度明顯升高,在隨后的時效過程中發(fā)生沉淀析出，從而細化合金管鑄態(tài)組織，明顯提高合金的顯微硬度，達到47.6 HV。

40MnB合金鋼管化學(xué)成分

鋼中除含有碳（C）元素和為脫氧而含有一定量硅（Si）（一般不超過0.40%）、錳（Mn）（一般不超過0.80%，較高可到1.20%）合金元素外，不含其他合金元素（殘余元素除外）。此類鋼必須同時保證化學(xué)成分和力學(xué)性能。其硫（S）、磷（P）雜質(zhì)元素含量一般控制在0.035%以下。

若控制在?0.030%以下者叫優(yōu)特鋼，其牌號后面應(yīng)加“A”，例如20A；若P控制在0.025%以下、S控制在0.020%以下時，稱鋼，其牌號后面應(yīng)加“E”以示區(qū)別。對于由原料帶入鋼中的其他殘余合金元素，如鉻（Cr）、鎳（Ni）、銅（Cu）等的含量一般控制在Cr≤0.25%、Ni≤0.30%、Cu≤0.25%。有的牌號錳（Mn）含量達到1.40%，稱為錳鋼。

40MnB合金鋼管顯著提升了材料的利用率

在眾多的管道材料中，40MnB合金鋼管的優(yōu)勢是不言而喻的，這種管道材料具有中空截面的特點，既可以作為建筑用材，同時也可以作為管道運輸材料，因此，市場中對于這種管道材料的需求量一直都在不斷的上升，與普通的圓鋼實心材料比較，40MnB合金鋼管材料不但重量更輕，同時，也是一種經(jīng)濟的管道材料，因此才能在各個領(lǐng)域中得到廣泛的推廣和使用。

不得不說，40MnB合金鋼管材料具有顯著的優(yōu)勢，其中為值得一提的便是在提高材料利用率的方面，不但能從一定程度上簡化制造工序，同時還能從一定程度上節(jié)約材料，所以，這種管道材料的需求量才會不斷增加，總體來說，根據(jù)不同的尺寸，40MnB合金鋼管適用的領(lǐng)域也是完全不同的，比如，尺寸較小的管道材料，更多的是被用在機械生產(chǎn)領(lǐng)域中。

40MnB合金鋼管的連接方式

在重型裝備制造領(lǐng)域，超重超大型40MnB合金鋼管的重量往往達數(shù)百噸，甚至更大。采用傳統(tǒng)的整體制造方法存在風(fēng)險大、成本高、運輸和吊裝難度大等缺陷，于是提出了重型承載結(jié)構(gòu)的剖分一組合設(shè)計制造思想，即將無法制造的重型承載件剖分為若干子件，然后以某種連接方式組合成為一個整體，以降低制造難度。

剖分后各子件的制造難度大大降低，子件間的組合連接問題成為剖分一組合結(jié)構(gòu)能否實現(xiàn)的核心問題。傳統(tǒng)的40MnB合金鋼管的連接方式為機械連接和冶金結(jié)合。前者在連接螺紋、鍵孔和銷孔處產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)，易發(fā)生疲勞破壞；后者主要是焊接，大斷面結(jié)枃的焊接質(zhì)量控制及焊后熱處理較為困難。通過自然界中大量的坎合現(xiàn)象，提出了采用預(yù)應(yīng)力坎合結(jié)構(gòu)來解決剖分子件間的連接問題自然界中存在形形色色的坎合現(xiàn)象。

例如，藤蔓植物爬墻虎通過向表面凹處生長，可以準(zhǔn)確地生成一個表面輪廓并硬化，使得植物表面和其他表面形成互鎖，并牢固地連接在一起；植物豬秧果實的表面有鉤子狀的組織，鉤子接觸動物絨毛然后互鎖，產(chǎn)生較為牢固的連接力；壁虎則是通過腳爪底部帶有的200萬根具有柔韌性的絨毛以及每根絨毛上的10萬多根微剛毛和接觸表面形成互鎖，利用產(chǎn)生的連接力在玻璃或墻壁面上行走的。