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影響無(wú)縫鋼管材料疲勞強(qiáng)度的因素:
應(yīng)力集中的影響
常規(guī)所講的疲勞強(qiáng)度,都是用精心加工的光滑試樣測(cè)得的,然而,實(shí)際機(jī)械零件都不可避免地存在著不同形式的缺口,如臺(tái)階、鍵槽、螺紋和油孔等。這些缺口的存在造成應(yīng)力集中,使缺口根部的z大實(shí)際應(yīng)力遠(yuǎn)大于零件所承受的名義應(yīng)力,零件的疲勞破壞往往從這里開(kāi)始。
理論應(yīng)力集中系數(shù)Kt :在理想的彈性條件下,由彈性理論求得的,缺口根部的z大實(shí)際應(yīng)力與名義應(yīng)力的比值。
有效應(yīng)力集中系數(shù)(或疲勞應(yīng)力集中系數(shù))Kf:光滑試樣的疲勞極限σ-1與缺口試樣疲勞極限σ-1n的比值。
有效應(yīng)力集中系數(shù)不僅受構(gòu)件尺寸和形狀的影響,而且受材料的物理性質(zhì)、加工、熱處理等多種因素的影響。
有效應(yīng)力集中系數(shù)隨著缺口尖銳程度的增加而增加,但通常小于理論應(yīng)力集中系數(shù)。
疲勞缺口敏感度系數(shù)q:疲勞缺口敏感度系數(shù)表示材料對(duì)疲勞缺口的敏感程度,由下式計(jì)算。
q的數(shù)據(jù)范圍是0-1,q值越小,表征無(wú)縫鋼管材料對(duì)缺口越不敏感。試驗(yàn)表明,q并非純粹是材料常數(shù),它仍然和缺口尺寸有關(guān),只有當(dāng)缺口半徑大于一定值后,q值才基本與缺口無(wú)關(guān),而且對(duì)于不同材料或處理狀態(tài),此半徑值也不同。
影響無(wú)縫鋼管材料疲勞強(qiáng)度的因素
夾雜物的影響
夾雜物本身或由它而產(chǎn)生的孔洞相當(dāng)于微小缺口,在交變載荷作用下將產(chǎn)生應(yīng)力集中和應(yīng)變集中,成為疲勞斷裂的裂紋源,對(duì)材料的疲勞性能造成不良影響。夾雜物對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響不僅取決于夾雜物的種類(lèi)、性質(zhì)、形狀、大小、數(shù)量和分布,而且還取決于材料的強(qiáng)度水平以及外加應(yīng)力水平及狀態(tài)等因素。
不同類(lèi)型的夾雜物其機(jī)械和物理性能不同,和母材性能之間的差異不同,對(duì)疲勞性能的影響也不同。一般說(shuō)來(lái),易變形的塑性?shī)A雜物(如硫化物)對(duì)鋼的疲勞性能影響較小,而脆性?shī)A雜物(如氧化物、硅酸鹽等)則有較大的危害。
比基體膨脹系數(shù)大的夾雜物(如硫化物)因在基體中產(chǎn)生壓應(yīng)力而影響小,而比基體膨脹系數(shù)小的夾雜物(如氧化鋁等)因在基體中產(chǎn)生拉應(yīng)力而影響大。
夾雜物與母材結(jié)合的緊密程度也會(huì)影響疲勞強(qiáng)度。硫化物易于變形,和母材結(jié)合緊密,而氧化物易于脫離母材,造成應(yīng)力集中。由此可知,從夾雜物的類(lèi)型來(lái)說(shuō),硫化物的影響較小,而氧化物、氮化物和硅酸鹽等則是危害較大的。
有些無(wú)縫鋼管為什么要進(jìn)行磷化有什么目地和意義,無(wú)縫鋼管磷酸鹽,與通常使用的磷酸鹽溶液。為了去除酸洗后留在鋼管表面的硫酸,蕞好在磷化前進(jìn)行洗脫。使用 Na2CO3 解決介質(zhì)處理,Na2CO3 的含量為 2至3 g/L,溶液溫度為75至80攝氏度,時(shí)間為1至2分鐘(管道上下綁帶2至3次)。鋼管在溶液中75至80攝氏度,還要使無(wú)縫鋼管得到加熱,無(wú)縫鋼管磷化采用常用磷化液。為了去除鋼管酸洗后表面殘留的硫酸,蕞好在磷化前進(jìn)行中和。用于中和的 na2co3溶液。Na2co3含量為2ー3g/l,溶液溫度為75ー80 °c,中和時(shí)間為1ー2min (管束升降2ー3倍)。
磷化溫度一般為65~70℃,時(shí)間一般≥10分鐘。對(duì)于合金鋼管的磷化處理,需要謹(jǐn)慎操作。處理后的合金鋼管表面應(yīng)覆蓋青色致密的磷化膜,用指甲刮時(shí)蕞好留下白線。磷化后無(wú)縫鋼管要進(jìn)行中和或熱水洗,以除去殘酸,并可使無(wú)縫鋼管得到干燥。磷化后必須涂皂,磷酸鹽晶體結(jié)構(gòu)吸收肥皂以后能夠生成技術(shù)摩擦影響系數(shù)低、耐壓性和塑性高的薄膜,這樣能改善拔制時(shí)的摩擦發(fā)展條件,并能通過(guò)采用具有更高的變形量進(jìn)行研究鋼管的拔制。皂液的脂肪酸成分含量應(yīng)≥30~50克/升,游離堿應(yīng)小于4克/升。為了去除酸洗過(guò)程中滲入鋼的鐵基體中的氫,防止氫脆,使?jié)櫥瑢泳哂懈玫男Ч?,無(wú)縫鋼管在拉拔前應(yīng)在烘干爐中烘干。
無(wú)縫鋼管的運(yùn)用
建筑上的運(yùn)用無(wú)縫鋼管天然是不能少的,除了用作一些鋼架以外,無(wú)縫鋼管也起著支撐的效果,這樣的效果,在現(xiàn)在的建筑中很常見(jiàn)。當(dāng)然做機(jī)械零件也是不 可少的,一些轎車(chē)的底盤(pán),就是少不了無(wú)縫鋼管的運(yùn)用。石油鉆桿更是固定了無(wú)縫鋼管的方位,因?yàn)橐仓恍锜o(wú)縫鋼管的性能能滿足到這個(gè)條件。但是,這些運(yùn)用,也只是冰山一角。無(wú)縫鋼管在保送石油 和等方面有很大的效果,無(wú)縫鋼管在消費(fèi)進(jìn)程中會(huì)遇到什么問(wèn)題?圓度:圓形截面的軋材,如圓鋼和圓形鋼管的橫截面上,各個(gè)方向上的直徑不等的水平;標(biāo)準(zhǔn)超差:因?yàn)槟>咴O(shè)計(jì)不合理或制作 有誤,揉捏工藝不當(dāng),模具與揉捏筒不對(duì)中,潤(rùn)滑不合理等,引起金屬活動(dòng)中各點(diǎn)流速相差過(guò)大,然后發(fā)生內(nèi)應(yīng)力致使型材變形,或許因?yàn)闋恳^(guò)大或拉伸矯直量過(guò)大引起型材標(biāo)準(zhǔn)傾向;彎曲度:軋 件在長(zhǎng)度或?qū)挾确较虿黄街?,呈曲線狀的水平。