冷拔鋼管的力學(xué)性能詳述

鋼材力學(xué)性能是保證鋼材最終使用性能(機(jī)械性能)的重要指標(biāo)，它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標(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(qiáng)度、屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)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(qiáng)度(σb)

試樣在拉伸過(guò)程中，在拉斷時(shí)所承受的大力(Fb)，除以試樣原橫截面積(So)所得的應(yīng)力(σ)，稱為抗拉強(qiáng)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大能力。計(jì)算公式為：

式中：Fb--試樣拉斷時(shí)所承受的大力，N(牛頓); So--試樣原始橫截面積，mm2。

②屈服點(diǎn)(σs)

具有屈服現(xiàn)象的金屬材料，試樣在拉伸過(guò)程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力，稱屈服點(diǎn)。若力發(fā)生下降時(shí)，則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)。屈服點(diǎn)的單位為N/mm2(MPa)。

上屈服點(diǎn)(σsu)：試樣發(fā)生屈服而力初次下降前的大應(yīng)力; 下屈服點(diǎn)(σsl)：當(dāng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)，屈服階段中的小應(yīng)力。

屈服點(diǎn)的計(jì)算公式為：

式中：Fs--試樣拉伸過(guò)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(zhǎng)率(σ)

在拉伸試驗(yàn)中，試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長(zhǎng)度與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比，稱為伸長(zhǎng)率。以σ表示，單位為%。計(jì)算公式為：

式中：L1--試樣拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度，mm; L0--試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度，mm。

④斷面收縮率(ψ)

在拉伸試驗(yàn)中，試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的大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(jì)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最少橫截面積，mm2。

⑤硬度指標(biāo)

金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱為硬度。根據(jù)試驗(yàn)方法和適用范圍不同，硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對(duì)于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。

冷拔鋼管的生產(chǎn)過(guò)程和用途

冷拔鋼管擠壓法即將加熱好的管坯放在密閉的擠壓圓筒內(nèi)，穿孔棒與擠壓桿一起運(yùn)動(dòng)，使擠壓件從較小的?？字袛D出。此法可生產(chǎn)直徑較小的鋼管。

用途

冷拔鋼管用途很廣泛。一般用途的無(wú)縫管由普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼軋制，產(chǎn)量多，主要用作輸送流體的管道或結(jié)構(gòu)零件。

根據(jù)用途冷拔鋼管不同分三類供應(yīng)：

a、按化學(xué)成分和機(jī)械性能供應(yīng)；

b、按機(jī)械性能供應(yīng)；

c、按水壓試驗(yàn)供應(yīng)。按a、b類供應(yīng)的鋼管，如用于承受液體壓力，也要進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

冷拔鋼管的控制方法

1）冷拉應(yīng)力控制的情況：

對(duì)于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)鋼筋和5號(hào)鋼的鋼筋，在冷拉后，作預(yù)應(yīng)力鋼筋使用的，要用冷拉應(yīng)力控制。但鋼筋冷拉后經(jīng)檢查，冷拉率超過(guò)了規(guī)范規(guī)定值，還要再進(jìn)行機(jī)械能實(shí)驗(yàn)。

2）冷拉率測(cè)定控制要求：

以冷拉率控制鋼筋冷拉時(shí)，控制值要由試驗(yàn)確定。試驗(yàn)測(cè)定時(shí)要求：同爐同批的測(cè)定試件，不能少于4個(gè)，每個(gè)試件都要按規(guī)范規(guī)定的冷拉應(yīng)力測(cè)定相應(yīng)的冷拉率，并取試件的平均值作為該爐該批鋼筋的實(shí)際冷拉率。如果鋼筋強(qiáng)度偏高，平均的冷拉率低于1%時(shí)，在鋼筋冷拉時(shí)，仍要按1%的冷拉率控制。

3）不同爐批的冷拉控制：

對(duì)于混雜，分不清爐批的鋼筋，冷拉時(shí)，不能用冷拉率控制，而且要冷拉多根連接的鋼筋，每根的冷拉率和控制應(yīng)力都要符合規(guī)范規(guī)定。

4）冷拉速度控制：

要使鋼筋充分變形，就要適當(dāng)控制冷拉速度，一般以0.5-1.0為宜。同時(shí)要求，冷拉到規(guī)定的應(yīng)力和冷拉率以后，隨即停拉2-3以后，再放松鋼筋，結(jié)束冷拉，以給鋼筋充分變形的時(shí)間。

5）冷拉控制方法：

冷拉時(shí)只用冷拉率或者冷拉應(yīng)力控制叫單控，冷拉時(shí)冷拉率和冷拉應(yīng)力同時(shí)應(yīng)用，稱為雙控。采用單控，施工簡(jiǎn)單方便。但對(duì)于材質(zhì)不均勻的鋼筋，不可能逐根試驗(yàn)（逐根試驗(yàn)，費(fèi)工費(fèi)料，不可能這樣做，有的同一根鋼筋冷拉率也不一樣）冷拉質(zhì)量得不到保證。雙控方法可以避免上述問(wèn)題。冷拉時(shí)，對(duì)于控制應(yīng)力已經(jīng)達(dá)到，冷拉率沒(méi)有超過(guò)允許值的，可以認(rèn)為合格。但是，如果冷拉率已經(jīng)達(dá)到，而冷拉應(yīng)力還達(dá)不到控制應(yīng)力，這種鋼筋要降低強(qiáng)度使用。對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼筋必須采用雙控方法。