无缝钢管-值得拥有

众所周知，试样的几何因素是个重要因素。但各企业对拉伸试验的几何尺寸，形状等的规定却存在差别，因此有必要对此进行探讨，便于各生产单位和使用单位之间的相互了解。本文对试样的形状变化、宽度变化、不同平行长度对拉伸试验性能的影响进行了讨论；同时用光弹方法研究了板状样过渡圆弧半径及试样夹持部位等因素对拉伸试验结果的影响。
一、试验材料及实验条件
  试验材料分别为薄板08Al、08F；中厚板X60、A3钢。均经化学成分检验，符合标准要求，加工试样精度符合GB 6397-86 金属拉伸试验试样标准， 要求拉伸试验在 材料试验机上进行。十字头速度恒定为10mm/min；引伸计符合ASTM E83C级要求；标距划线机线间长度误差小于0.1mm；光弹试验在光弹议上进行。
二、试验结果和讨论
 1.试样对拉伸性能的影响
  按照GB/T228-2010 金属拉伸试验标准要求，中厚板既可取保留原表面的板状试样，也可制成棒状试样测试拉伸性能。为表明二者是否存在差异，我们将X60(8mm厚)和A3(10mm厚)钢板分别制成带头板状样和直径为5mm的棒状试样进行实验。采用短比例试样。
  结果表明：两种形状的试验结果是有差异的。棒状试样的应力σ5较板状试样高得多。我们认为原因在于；棒状试样经加工，表面光滑，缺陷少；而板状试样两表面均为直接轧制面，表面缺陷相对多一些。另外，两种试样在拉伸时的应力和应变状态也有差异。棒状试样的派生应力σ2=σ3，ε2=ε3，四周缩变均匀，而板状试样σ2≠σ3，ε2≠ε3，也造成的试验的结果不同。
 2.试样宽度对拉伸结果的影响
  板状拉伸试样的宽度，在其他因素相同的情况下，宽度保准也大不相同。为明确试样宽度对拉伸机械性能的影响。我们分别取08Al冷轧板和08F热轧板进行比较研究。
  试样基本尺寸符合标准要求，固定其他尺寸，变化试样宽度。
  结果表明：在固定标距的情况下，随试样宽度增加，σ0.2或(σs)和σb有下降趋势。我们认为：其原因在于随着试样宽度的增加，派生应力σ2增加，试样由单向拉伸逐渐转向平面应力状态，从而使参加流变的材料逐渐增多之故。
 3.平行长度对板状试样拉伸性能的影响
  一般都认为：平行试样长度越长，材料变形越均匀，伸长率就越大。但在实际工作中得出的结论却并非完全如此。同时平行长度的增大引起试样重量的增加，对材料也是一种浪费，因而需要明确一个范围，在不同 的标准中，我们同样发现平行长度有差异，如有l0+b/2, l0+b, l0+2b, (b为试样的宽度)。为进一步明确平行长度对拉伸试样机械性能的影响，我们用08Al冷轧板研究了这一问题。
  试样尺寸符合标准要求，固定其他尺寸，变化试样平行长度。

一、锅炉钢管的质量问题锅炉用无缝钢管（以下简称锅炉钢管）是制造锅炉用的重要材料，它的质量如何将直接关系锅炉制造质量以致于安装质量和使用质量。锅炉钢管质量本应是由钢管厂来作出保证的，但是在供不应求的情况下，提供给锅炉制造厂使用的锅炉钢管总免不了存在一些质量问题，用它制成的锅炉主要受压部件如水冷壁管、对流管、过热器管、换热器管等漏水或爆管现象时有发生，已成为困扰锅炉产品质量的一个大问题，对此锅炉制造厂和用户都很有意见。在卖方市场的情况下，锅炉制造厂几乎承担了包括材料供应方在内的全部责任；如何控制锅炉钢管的质量现已成为锅炉制造厂家越来越关心的问题，解决的办法不外乎是两个：一个是对锅炉钢管进行逐根的水压试验；另一个是对锅炉钢管实行的涡流探伤。二、锅炉钢管的缺陷与伤按照材料学的观点，优良的金属材料其化学成分、物理性能、几何形状应该是连续的、纯洁的和均匀的。如果这三方面存在不足或受到破坏，就认为金属材料存在缺陷。如果金属材料在几何形状上存在着不连续性（即不紧密性或不密实性或者不致密性），例如有裂纹、缩孔、起皮、凹坑、分层、针孔、夹渣等，则认为金属材料存在伤痕（简称为伤），它不包括化学成分的不连续或物理性能上的不连续。从这里可以看出，缺陷包含着伤。锅炉钢管在冶炼和轧制过程中同样可能存在缺陷和伤。据钢管厂介绍，锅炉钢管的缺陷（这里主要是指伤）主要在表面，而且外表面多于内表面。这些缺陷70%左右来自于原料（钢坯），钢坯中吹氧不够而残存的夹渣物、缩孔等，用它轧制钢管就有可能出现横向裂纹、夹层、折迭、重皮等缺陷，纵向裂纹多属轧制时拉伤造成的。如果锅炉钢管中出现了这些缺陷或伤痕，就认为材质中出现了不连续，材料内部的致密性受到破坏，在水压试验时就有可能漏水，制成的锅炉受压元件在运行时就有可能发生泄漏或爆管。正因为如此，为了保证锅炉钢管质量，不论是我国还是外国有关锅炉用无缝钢管的标准都明确规定，作为工艺性能保证，钢管应逐根作水压试验。山东无缝钢管 三、锅炉钢管的水压试验是致密性试验我国 标准GB3087-82《低中压锅炉用无缝钢管》在技术要求中工艺性能规定：钢管应逐根作水压试验，不能出现漏水或出汗现象。对于20号钢 试验压为9.8MPa，耐压时间不得少于5秒。水压试验的压力按下式计算：

加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。 　　金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。 　　加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理目的不同而异，但一般都是加热到某特性转变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。 　　冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。 　　金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用广的金属，而且钢铁显微组织也为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。 　　整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。 　　退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，或者是使前道工序产生的内部应力得以释放，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火或称常化是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为终热处理。 　　淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐溶液、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行较长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的"四把火"，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。 　　"四把火"随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。 　　把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通入渗剂进行化学热处理。 　　表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。 　　化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。山东无缝钢管 　　热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说，它可以保证和提高工件的各种性能，如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。 　　例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁，提高塑性；齿轮采用正确的热处理工艺，使用寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高；另外，价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能，可以代替某些耐热钢、不锈钢；工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。 　　目前，随着激光和等离子技术的日益成熟，利用这两种技术，并在普通钢工件表面涂敷一层其他耐磨、耐蚀或耐热涂层，以改变原工件表面性能，这种新技术称为表面改性。