厚壁無縫管的力學性能

鋼材力學性能是保證厚壁無縫管終使用性能（機械性能）的重要指標 ，它取決于厚壁無縫管的化學成分和熱處理制度。在厚壁無縫管標準中，根據(jù)不同的使用要求，規(guī)定了拉伸性能（抗拉強度、屈服強度或屈服點、伸長率）以及硬度、韌性指標，還有用戶要求的高、低溫性能等。

①抗拉強度（σb）

試樣在拉伸過程中，在拉斷時所承受的力（Fb），除以試樣原橫截面積（So）所得的應力（σ），稱為抗拉強度（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能力。

②屈服點（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)伸長時的應力，稱屈服點。若力發(fā)生下降時，則應區(qū)分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2（MPa）。

上屈服點（σsu）：試樣發(fā)生屈服而力下降前的應力； 下屈服點（σsl）：當不計初始瞬時效應時，屈服階段中的應力。

屈服點的計算公式為：

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）

在拉伸試驗中，試樣拉斷后其標距所增加的長度與原標距長度的百分比，稱為伸長率。以σ表示，單位為%。計算公式為：

式中：L1--試樣拉斷后的標距長度，mm； L0--試樣原始標距長度，mm。

④斷面收縮率（ψ）

在拉伸試驗中，試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的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少橫截面積，mm2。

在外觀上辨別劣質厚壁無縫管的方法

劣質厚壁無縫管易出現(xiàn)折疊。折疊是厚壁無縫管表面形成的各種折線，這種缺陷往往貫穿整個產(chǎn)品的縱向。產(chǎn)生折疊的原因是由于劣質廠家追求，壓下量偏大，產(chǎn)生耳子，下一道軋制時就產(chǎn)生折疊，折疊的產(chǎn)品折彎后就會開裂，鋼材的強度大下降。

2.劣質厚壁無縫管外表經(jīng)常有麻面現(xiàn)象。麻面是由于軋槽磨損嚴重引起鋼材表面不規(guī)則的凹凸不平的缺陷。由于劣質鋼材廠家要追求利潤，經(jīng)常出現(xiàn)軋槽軋制超標。

3.劣質厚壁無縫管表面易產(chǎn)生結疤。原因有兩點：1.劣質鋼材材質不均勻，雜質多。2。劣質材廠家導衛(wèi)設備簡陋，容易粘鋼，這些雜質咬人軋輥后易產(chǎn)生結疤。

4.劣質厚壁無縫管表面易產(chǎn)生裂紋，原因是它的坯料是土坯，土坯氣孔多，土坯在冷卻的過程中由于受到熱應力的作用，產(chǎn)生裂痕，經(jīng)過軋制后就有裂紋。

厚壁無縫管的斷裂如何防止？

國內(nèi)厚壁無縫管一般是通過在金屬中增加合金的辦法來提高材料的性能，厚壁無縫管在冷拔后，均需要進行去應力退火，消除材料的殘余應力，改善材料的組織，提高材料的塑性，從而達到防止厚壁無縫管斷裂失效發(fā)生的目的。

目前，我國厚壁無縫管的材質均為普通45#或20#鋼27SiMn鋼，通過冷拔變形使金屬強度提高；可是，它是以犧牲金屬的塑性、韌性為代價的。高精度冷拔厚壁無縫管是以它的高尺寸精度和高強度性能而立足于市場的，它必須要保證變形量在一定的范圍之內(nèi)，才能大限度地發(fā)揮材料的性能，減少對材料的不利影響。

厚壁無縫管變形太小，不能達到表面光潔度與尺寸精度的要求，也無法達到構件的強度指標；變形太大，厚壁無縫管的塑性、韌性降低過多，而且，晶粒被拉得過分細長，形成了纖維組織，金屬會具有明顯的各向異性。冷拔厚壁無縫管的軸向，平行于晶粒的拉長方向，強度升高；冷拔厚壁無縫管的徑向，垂直于晶粒的拉長方向，強度反而降低，而液壓油缸的應力正存在于厚壁無縫管的徑向上，所以，變形太大對充分發(fā)揮冷拔管的性能不利。

厚壁無縫管擠壓工藝

厚壁無縫管擠壓工藝包括以下幾個生產(chǎn)工序：

① 坯料：圓坯經(jīng)過剝皮、定尺切割、鉆孔、機械加工和清洗后，即可形成中空管坯為坯料準備就緒。

② 坯料加熱：根據(jù)不同的鋼種，可分為三個加熱階段，以確保達到生產(chǎn)工藝要求的合適溫度。

③ 預熱：一座轉底式煤氣爐將用于一步加熱，將坯料預熱至700℃～900℃。

④ 感應加熱單元（一階段）：一組感應加熱單元將坯料加熱至擴孔工序所需溫度，約為1100℃～1250℃，具體溫度值根據(jù)生產(chǎn)鋼種確定。感應加熱單元采用低頻加熱方式。

⑤ 坯料潤滑：在擴孔之前先進行玻璃纖維潤滑。

⑥ 擴孔：在擠壓之前已鉆好孔的圓坯，必須先從一個較小的先導孔開始擴孔，直到內(nèi)孔終達到內(nèi)徑加工精度要求。