厚壁鋼管的力學(xué)性能

鋼材力學(xué)性能是保證厚壁鋼管終使用性能（機械性能）的重要指標(biāo) ，它取決于厚壁鋼管的化學(xué)成分和熱處理制度。在厚壁鋼管標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)，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(yīng)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(yīng)力，稱屈服點。若力發(fā)生下降時，則應(yīng)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(yīng)力； 下屈服點（σsl）：當(dāng)不計初始瞬時效應(yīng)時，屈服階段中的應(yīng)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(biāo)距所增加的長度與原標(biāo)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(biāo)距長度，mm； L0--試樣原始標(biāo)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。

厚壁鋼管的質(zhì)量檢驗方法

化學(xué)成分分析：化學(xué)分析法、儀器分析法（紅外C—S儀、直讀光譜儀、zcP等）。

①紅外C—S儀：分析鐵合金，煉鋼原材料，鋼鐵中的C、S元素。

②直讀光譜儀：塊狀試樣中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cn、A1、W、V、Ti、B、Nb、As、Sn、Sb、Pb、Bi

③N—0儀：氣體含量分析N、O

厚壁鋼管表面質(zhì)量檢查：

①人工肉眼檢查：照明條件、標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗、標(biāo)識、厚壁鋼管轉(zhuǎn)動。

②無損探傷檢查。

厚壁鋼管的斷裂如何防止？

國內(nèi)厚壁鋼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，厚壁鋼管在冷拔后，均需要進行去應(yīng)力退火，消除材料的殘余應(yīng)力，改善材料的組織，提高材料的塑性，從而達到防止厚壁鋼管斷裂失效發(fā)生的目的。

目前，我國厚壁鋼管的材質(zhì)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。高精度冷拔厚壁鋼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。

厚壁鋼管變形太小，不能達到表面光潔度與尺寸精度的要求，也無法達到構(gòu)件的強度指標(biāo)；變形太大，厚壁鋼管的塑性、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。冷拔厚壁鋼管的軸向，平行于晶粒的拉長方向，強度升高；冷拔厚壁鋼管的徑向，垂直于晶粒的拉長方向，強度反而降低，而液壓油缸的應(yīng)力正存在于厚壁鋼管的徑向上，所以，變形太大對充分發(fā)揮冷拔管的性能不利。