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应变速度对不锈钢厚壁管塑性和变形抗力的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-05-14  浏览次数:1 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网重大讯息:对于含碳量较低的半马氏体钢(如0 Cr 13,1Cr 13),因不锈钢厚壁管含碳量低,故此类钢的耐腐蚀性能比纯马

中华不锈钢网重大讯息:对于含碳量较低的半马氏体钢(如0 Cr 13,1Cr 13),因不锈钢厚壁管含碳量低,故此类钢的耐腐蚀性能比纯马氏体钢高。如0 Cr 13特别在热的含硫石油产品中具有高的耐腐蚀性能,除在石油工业中应用外,也可用于化工生产中纯属防污染而受压不高的设备。
  
  铁素体系不锈钢(如Cr 17、Cr 17 Ti、Cr 25、Cr 25 Ti、Cr 28等)具有良好的抵抗氧化性介质的腐蚀能力,特别适用于硝酸、氮肥工业中的吸收塔、热硝酸热交换器、酸槽、运输罐等。
  
  奥氏体系不锈钢18-8奥氏体不锈钢,特别是1 Cr 18 Ni 9 Ti奥氏体稳定化钢在化学工业、石油工业等部门得到极广泛的应用,特别在硝酸工业中用于制造硝酸吸收塔、热交换器、酸槽、管道等,在硝铵系统中,应用推广,几乎所有焊接的不锈钢设备全是采用奥氏体不锈钢,另外,在合成氨生产中,作氨合成塔内件等。如提高铬镍含量,并加入钼和钢,对亚硫酸、硫酸、磷酸、盐酸、甲酸等的耐腐蚀性能就能显著提高,含铝、钢、钛的奥氏体不锈钢,如Cr 18 Ni 8 M0 2 Cu 2 Ti,对盐酸、磷酸和硫酸溶液均有很好的耐腐蚀性,尤其耐硫酸腐蚀。
  
  一般确定不锈钢厚壁管机械性能,是在试验机上以速度(形状变化速度)不超过10厘米/秒进行的。在压力机上和曲轴压力机上的压力加工,是以机器工作部分平均运动速度约在0 .1~0.5米/秒范围内进行的。在锤上加工时,作用于金属的力为冲击性质的,打击时的锤头速度为5 - 10米/秒。一次锤击时的全部变形过程,仅在百分之几秒内完成。还有更高的形状变化速度的情况,如在高速锤上(约20~30米/秒或更高),以及爆炸成型、电液放电、磁振动,其它振动加载等目前在工业中,成功应用的加工方法。所以,很重要的是要知道,在分析和制定压力加工过程时,可否利用常规试验所得的有关金属机械性能的数据。换句话说,非常重要的是要知道,应变速度如何影响塑性和流动应力。
  
  中华不锈钢网重大讯息:可以初步确认,当应变速度增加时,流动应力升高,而塑性下降。对于某些镁合金、高合金钢和某些牌号的钢合金来说,当应变速度增加时,这些合金的塑性急剧降低。大部分铝合金、低合金结构钢和碳素结构钢,对应变速度不太敏感。这些材料于热加工时,在任何实际采用的形状变化速度的条件下,完全具有足够昀塑性。冷压力加工时,应变速度的影响要比热压力加工时小很多。这种影响的增长强度,在低速范围内(毫米/分)较大,而在高速范围内非常小。
  
  但是上述结论需要进一步深入研究。首先需要考虑存在的事实,热塑性变形过程中有两个相反的过程存在,硬化过程和硬化解除过程(恢复和再结晶),也同样需要考虑塑性变形的热效应。关于恢复和再结晶在前边讲过了。热效应可解释为,消耗子塑性变形的能量,基本上转变为热。根据C.M.古布金的数据,放热系数对纯金属为0.85~0.90对合金为0.75~0.85。变形功的剩余部分提高了金属内部的能量。因为随着温度的提高,流动应力降低和变形所需能量减小,所以在其它条件相同的情况下,随变形温度的提高,热效应降低。所以在冷状态和热状态下,对某试件进行同样的变形程度时,在后一状态下(热的)析出的热较少。如果应变速度较低,则热将四散消失,变形过程将于等温条件下进行。反之,当应变速度较高时,析出的热将提高变形体的温度。换言之,将观察到温度效应。正因为热变形时析出的热较少,也因为析出的热量比被加热不锈钢的含热量少,所以热变形时的温度效应低。
  
  在冷压力加工时,没有加工硬化解除的过程。由于硬化结果,流动应力随变形程度而增高,速度在某些范围内的变化,对变形过程影响很小。在冷压力加工的某些情况下,当形状变化速度高时,由于温度效应的结果可以产生恢复,流动应力降低,而塑性升高(与较低速度时相比较而言)。热变形时有再结晶过程进行。应变速度愈高和再结晶速度愈低,则流动应力愈高和塑性愈低。低温加热的钢和正常锻造温度规范下的镁合金,具有很低的再结晶速度,所以,应变速度的升高可以改变加工的特性,由热变形转变为不完全热变形,这将使厚壁不锈钢管塑性急剧降低,同时使流动应力升高。
  
  中华不锈钢网重大讯息:如果在接近脆性区的温度下加工,则应变速度的变化可得出特别的效果。例如,对工业纯铁来说,脆性区的温度范围为825~11000C。如果在接近825。C(3 9]时进行锻造,若应变速度高,由于变形的温度效应,则金属处于脆性区。在接近1100℃时,同样的温度效应可以使金属脱离脆性区。这样,在一种条件下提高应变速度可使流动应力升高和塑性降低,而在另一条件下,由于温度效应关系可得到相反的结果。许多研究者曾设法解析地表述,一定温度和一定变形程度下的流动应力与应变速度间关系式。最引入注意的是Ⅱ.路德维克给出的公式
  
  目前对在非常高的形状变化速度下,例如爆炸成形时的不锈钢厚壁管的行为的研究还很不够。但是实验指出:碳钢,合金结构钢,以致于有色金属的塑性合金,在高的形状变化速度下,可经受不受限制的变形程度。在低塑性的合金中没有显著提高塑性的现象。由另一方面来说,某些合金在一般条件下是难变形的,但可成功地在爆炸作用力下经受加工.与此有关,对许多金属及合金来说,观察到临界变形速度。在临界变形速度下金属及合金失去了望性,转变成脆性的了。
  
  除此之外,当形状变化速度很高时,就显示出惯性力的影响。如金属被加热至规定温度,由于热析出原因,可使被加工金属继续加热达相当程度,以致可产生局部过热。最近已开始采用,对变形区施加超声波振动作用的金属压力加工。实验指出,在变形过程中,对金属施加超声波振动,可见到流动应力显著降低并由此而使所需变形力和变形功降低。但是在个别情况下,塑性有某些降低,减少许可变形程度。

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