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怎么知道無縫鋼管的硬度值?
來源:天津恒永興鋼管 日期:2024年09月04日 本文關(guān)鍵字:無縫鋼管硬度

無縫鋼管指的是由整塊金屬制成,其表面不存在接縫的鋼管。根據(jù)生產(chǎn)方式的差異,無縫管可分為熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管等類別。就斷面形狀而言,無縫鋼管有圓形和異形之分,異形管包含方形、橢圓形、三角形、六角形、瓜子形、星形、帶翅管等多種復(fù)雜形狀。最大直徑可達(dá) 650mm,最小直徑為 0.3mm。依據(jù)用途的不同,存在厚壁管和薄壁管之分。無縫鋼管主要用于石油地質(zhì)鉆探管、石油化工用的裂化管、鍋爐管、軸承管以及汽車、拖拉機(jī)、航空用的高精度結(jié)構(gòu)鋼管。
沿其橫截面周邊無接縫的鋼管。根據(jù)生產(chǎn)方法的不同可分為熱軋管、冷軋管、冷拔管、擠壓管、頂管等,各自都有相應(yīng)的工藝規(guī)定。材質(zhì)涵蓋普通和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(Q215-A 至 Q275-A 以及 10 至 50 號鋼)、低合金鋼(09MnV、16Mn 等)、合金鋼、不銹耐酸鋼等。按照用途可分為一般用途的(用于輸水、氣管道和結(jié)構(gòu)件、機(jī)械零件)和專用的(用于鍋爐、地質(zhì)勘探、軸承、耐酸等)兩類。
無縫鋼管用途廣泛。一般用途的無縫鋼管由普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼軋制而成,產(chǎn)量極大,主要用作輸送流體的管道或者結(jié)構(gòu)零件。2、根據(jù)用途的不同分三類供應(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,若用于承受液體壓力,也要進(jìn)行水壓試驗(yàn)。3、專門用途的無縫管包括鍋爐用無縫管、化工電力用,地質(zhì)用無縫鋼管以及石油用無縫管等多種。
無縫鋼管具有中空截面,大量被用作輸送流體的管道,例如輸送石油、天然氣、煤氣、水以及某些固體物料的管道等。與圓鋼等實(shí)心鋼材相比,在抗彎抗扭強(qiáng)度相同的情況下,鋼管重量更輕,屬于經(jīng)濟(jì)截面鋼材。
廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件,比如石油鉆桿、汽車傳動軸、自行車架以及建筑施工中使用的鋼腳手架等。用鋼管制造環(huán)形零件,能夠提高材料利用率,簡化制造工序,節(jié)省材料和加工工時,已廣泛采用鋼管來制造。
一般的無縫鋼管生產(chǎn)工藝可分為冷拔與熱軋兩種,冷軋無縫鋼管的生產(chǎn)流程通常比熱軋更為復(fù)雜。管坯首先要進(jìn)行三輥連軋,擠壓后要進(jìn)行定徑測試,如果表面沒有出現(xiàn)相應(yīng)裂紋,圓管要通過割機(jī)進(jìn)行切割,切割成長度約為一米的坯料。然后進(jìn)入退火流程,退火需使用酸性液體進(jìn)行酸洗,酸洗時要留意表面是否有大量的起泡產(chǎn)生,如果有大量起泡則表明鋼管的質(zhì)量未達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。從外觀上看,冷軋無縫鋼管比熱軋無縫鋼管短,冷軋無縫鋼管的壁厚一般比熱軋無縫鋼管小,不過表面看起來比厚壁無縫鋼管更加光亮,表面沒有過多的粗糙,口徑也沒有太多的毛刺。
鋼材的力學(xué)性能是保障鋼材最終使用性能(機(jī)械性能)的關(guān)鍵指標(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)不同的使用需求,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)
在試樣拉伸過程中,拉斷時所承受的最大力(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最大能力。
②屈服點(diǎn)(σs)
具有屈服現(xiàn)象的金屬材料,在試樣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,稱為屈服點(diǎn)。若力發(fā)生下降,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)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力;下屈服點(diǎn)(σsl):當(dāng)不計(jì)初始瞬時效應(yīng)時,屈服階段中的最小應(yīng)力。
屈服點(diǎn)的計(jì)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(yàn)中,試樣拉斷后其標(biāo)距增加的長度與原標(biāo)距長度的百分比,稱為伸長率。以 σ 表示,單位為 %。計(jì)算公式為:σ=(Lh - Lo)/L0 * 100%
式中:Lh—— 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(yàn)中,試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的最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)方法和適用范圍的不同,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。對于管材,一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。
A、布氏硬度(HB)
使用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球,以規(guī)定的試驗(yàn)力(F)壓入式樣表面,經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗(yàn)力,測量試樣表面的壓痕直徑(L)。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。以 HBS(鋼球)表示,單位為 N/mm2(MPa)。
其計(jì)算公式為:
式中:F—— 壓入金屬試樣表面的試驗(yàn)力,N;D—— 試驗(yàn)用鋼球直徑,mm;d—— 壓痕平均直徑,mm。
測定布氏硬度較為準(zhǔn)確可靠,但一般 HBS 只適用于 450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,布氏硬度應(yīng)用最廣,往往以壓痕直徑 d 來表示該材料的硬度,既直觀又方便。

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