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大口径厚壁钢管的物理反应

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-29  浏览次数:3 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网资讯部获悉:大口径厚壁钢管材料的切削加工性除了与化学成分,金相组织及力学、物理性能有关之外,还受另外别的因素的

 中华不锈钢网资讯部获悉:大口径厚壁钢管材料的切削加工性除了与化学成分,金相组织及力学、物理性能有关之外,还受另外别的因素的影响。例如在切削气割件或铸件时,由于坯件外形不规则,表层有夹砂或硬度不均匀,切削加工性较差。有些材料在切削温度的作用下会发生物理、化学反应,还会给其切削加工制造带来不少麻烦。如镁合金易燃烧;钛合金在空气中氧、氮的作用下形成硬脆的化合物,使切屑呈短碎片状,从而使切削力和切削热集中在刃口附近,加速刀具磨损。
  
  有些非金属材料的工艺软化点很低,如尼龙1010为180°~220℃,聚苯乙烯约为95℃,有机玻璃允许的切削温度为60℃。
  
  加工这些材料时,切削温度稍高,大口径厚壁钢管材料就会变软,发生粘结和变形。因此,刀具一般采用大的前角和后角,如钻孔时须采用大螺旋角钻头,同时使用冷却润滑液来降低切削温度,降低摩擦,减小变形。在刨削各方向切削加工性不同的玻璃布层压板时,在平行于层压方向刨削可以避免出现毛边和分层现象,容易获得较高的光洁度。
  
  在加工大口径厚壁钢管材料时。要在分析两种材料切削加工性的基础上,找出主要矛盾,并采取适当措施。如玻璃丝布环氧敷铜板的基体材料是环氧玻璃丝板,切削时易使刀具磨损,同时容易脱胶,环氧树脂还会粘结在刀具上;面层材料是铜,要求在加工后无毛刺,并保持与基体材料很好结合。在钻孔时,采用大螺旋角硬质合金钻头,并提高切削速度,可以解决刀具磨损、粘结及毛刺、分层等问题。
  
  1)在1000~1100℃温度下保温30分钟以上的热处理,会使焊缝中形成等轴晶粒组织,使化学不均质性得以消除,改善抗晶间腐蚀的性能。
  
  2)在温度超过1100℃时,无论是焊缝大口径厚壁钢管或是母体大口径厚壁钢管中的晶粒均过度增长,使机械性能和耐腐蚀性能变坏。
  
  3)热处理不能消除物理不均质性,不能提高焊缝金届的耐腐蚀性能。
  
  4)在形成次生多边形晶界而且所形成的多边体同时聚集再结晶时,焊缝范围内的枝晶铸造组织会变成等轴晶粒组织。
  
  5)次生多边形晶界主要是在完成凸+y转变的温度下形成。
  
  碳钢和低合金钢焊接管的热处理
  
  JI.A.多林斯卡雅的研究C71J表明,大口径厚壁钢管母体大口径厚壁钢管为铁素体珠光体组织。在焊缝大口径厚壁钢管铁素体的基底上可以观察到大块的马氏体和针状屈氏体,它们在过渡区逐渐变成屈氏体,并随远离焊缝的程度而逐渐变小。钢管断面上铁素体晶粒也大小不同。母体大口径厚壁钢管内的铁素体晶粒较小(6~8级),而在靠近焊缝区则增大到4~5级。坚硬和脆性的结构组分(马氏体和针状屈氏体)使得焊缝和过渡区的硬度、强度较高和塑性较低。为了提高其质量,钢管必须热处理。在美国、英国、法国和西德,对最重要用途的电焊管如锅炉管规定这样的正火制度:加热至900~920℃,保温10分钟,再在空气中冷却。正火是在有保护气体的煤气加热或电热的直通式辊底炉中进行的。
  
  中华不锈钢网资讯部获悉:石油管和套管在分段式快速加热炉中进行热处理(加热速度5~15℃/秒)。热处理制度为:加热至900~920℃,保温l~3分钟。如文献C38J所述,焊缝和母体大口径厚壁钢管显微组织正火后为铁素体珠光体。但在焊缝中心部位,即使在焊接之后,仍保持有与母体大口径厚壁钢管同样低的碳含量的带状细晶粒铁素体。焊缝大口径厚壁钢管和母体大口径厚壁钢管的气体含量仍存在差别(在正火过程中保温达30分钟的情况下)。
  
  为了提高焊缝质量和取得光洁表面,通常将低碳钢电阻焊管在炉气可调的直通式辊底炉中正火。先将钢管加热至950℃,然后在保护气体中缓缓冷却;当处于规定温度时,向炉内通入蒸汽使钢管表面氧化。然后用水一油乳状液将钢管快速冷却。
  
  由于应力集中,因此若图中的口;都一样,大口径厚壁钢管载荷被面积除而求得的当然要减小。同理,发生断裂时的比吸收功(印试样吸收的总-性变形能,被塑性变形的总体积来除得到的平均值)也应随试样尺寸(宽和厚)的增加而降低。已有许多试验数据证明,发生脆性断裂时的C值及比吸收功均显示了这种倾向。
  
  其次,试样尺寸(宽和厚)也对脆性裂纹的扩展条件产生影响。若公称应力是一定的,试样所贮存的全部弹性变形能与试样的面积成比例的增大,因此大口径厚壁钢管随裂纹长大dc( rx-ll-18)而释放的变形能,也随试样尺寸的增大而增大。然而,所释放的变形能对裂纹扩展有作用的,仅限于在裂纹尖端附近。而试样增大到一定程度,变形能释放率的增加就达到了饱和。因此,对于裂纹的扩展,试样尺寸增大到一定程度后,尺寸效应就消失。目前在实验室里进行的大型裂纹扩展试验的试样尺寸就是这样设计的,使其变形能释放率达到饱和,以排除试样尺寸的影响。用这种裂纹扩展试验求得的转变温度,再给以一个裕量,就可以大体上来估计实际结构的裂纹扩展的转变温度。中华不锈钢网资讯部获悉

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