高溫碳素鋼管冷拔過程中殘余應(yīng)力的形成

高溫碳素鋼管在冷拔過程中存在著不均勻變形，由此產(chǎn)生附加應(yīng)力，冷拔后這種附加應(yīng)力即成為殘余應(yīng)力留在管內(nèi)。高溫碳素鋼管不均勻變形的程度決定了其殘余應(yīng)力的大小和分布。

高溫碳素鋼管冷拔變形是由其變形特點(diǎn)決定的。由于空拔過程中沒有芯棒參與對(duì)管壁的加工，且變形后管壁的厚度變化不大，因而造成了高溫碳素鋼管內(nèi)外層變形條件和變形狀態(tài)的很大差異，導(dǎo)致了不均勻變形。

變形過程中，由于高溫碳素鋼管內(nèi)表面附近的金屬首先進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，并且金屬沿軸向流動(dòng)時(shí)沒有受到摩擦產(chǎn)生的阻力的影響，因而出現(xiàn)其軸向變形沿壁厚方向的不均勻性，致使高溫碳素鋼管外層的自然延伸明顯低于內(nèi)層。這樣，在高溫碳素鋼管外層產(chǎn)生的軸向和切向附加拉伸變形和附加拉伸應(yīng)力達(dá)到值；相反，在高溫碳素鋼管內(nèi)層產(chǎn)生的軸向和切向附加壓縮變形和壓縮應(yīng)力也達(dá)到值，附加應(yīng)力在變形后成為殘余應(yīng)力留在管內(nèi)。

綜上所述，由于空拔后造成高溫碳素鋼管不均勻變形，使得高溫碳素鋼管內(nèi)存在較大的殘余應(yīng)力，因此有必要尋求一種降低空拔管殘余應(yīng)力的有效方法，以減小縱裂的危害。

高溫碳素鋼管冷拔生產(chǎn)工藝的革新

加速和強(qiáng)化高溫碳素鋼管拔制過程，改善管料準(zhǔn)備質(zhì)量和改進(jìn)中間工序的方法，是簡(jiǎn)化高溫碳素鋼管冷拔工藝過程，奪取“高產(chǎn)、、多品種、低消耗”的關(guān)鍵。下面就這方面的主要經(jīng)驗(yàn)和探索工作分別加以敘述。

1.錘頭工藝

改為熱軋頭或余熱錘頭。這樣可省去錘頭前的加熱，節(jié)約燃料和節(jié)省勞力，可縮短高溫碳素鋼管生產(chǎn)周期。

2.潤(rùn)滑工藝

高溫碳素鋼管冷拔生產(chǎn)中，潤(rùn)滑工藝是直接影響到產(chǎn)量、質(zhì)量、消耗和勞動(dòng)條件的重要因素。

3.拔制工藝

目前，在短芯棒拔制和無芯棒拔制中，使用兩種類型的模具，即在短芯棒拔制時(shí)用錐形外模和柱形芯棒或弧形外模錐形芯棒。

高溫碳素鋼管的冷卻方式

高溫碳素鋼管冷卻方式隨其材質(zhì)而異。對(duì)于大多數(shù)鋼種采用自然冷卻即可達(dá)到要求。對(duì)某些特殊用途的高溫碳素鋼管，為了保證其要求的組織狀態(tài)和物理、機(jī)械性能，必須有一定冷卻方式和冷卻制度。例如，高溫碳素鋼管，需要在一定溫度下終軋，然后用水急冷以進(jìn)行固溶處理，再送入冷床進(jìn)行自然冷卻；

高溫碳素鋼管為使其具有片狀珠光體組織和防止網(wǎng)狀碳化物析出，以利于以后的球化退火工序的進(jìn)行，應(yīng)控制在850攝氏度以上終軋，然后以50-70攝氏度/分的速度進(jìn)行快冷，故需在冷床上采用吹風(fēng)或噴霧進(jìn)行強(qiáng)迫冷卻。