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冷拔異型鋼管脆性斷裂的主要生成原因
發(fā)布時(shí)間:2019-11-29 14:16:38  發(fā)布者:鋼管 銷(xiāo)售熱線(xiàn):0635-8889528 手機:13581170128  閱讀:163

冷拔異型鋼管的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。
脆性破壞:加載后,無(wú)明顯變形,因此破壞前無(wú)預兆,斷裂時(shí)斷口平齊,呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險性大。
影響冷拔異型鋼管脆性破壞的因素
1.化學(xué)成分
2.冶金缺陷(偏析、非金屬夾雜、裂紋、起層)
3.溫度(熱脆、低溫冷脆)
4.冷作硬化
5.時(shí)效硬化
6.應力集中
7.同號三向主應力狀態(tài)
1 ) 冷拔異型鋼管質(zhì)量差、厚度大:鋼材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量過(guò)高,晶粒較粗,夾雜物等冶金缺陷嚴重,韌性差等;較厚的鋼材輥軋次數較少,材質(zhì)差、韌性低,可能存在較多的冶金缺陷。
(2) 結構或構件構造不合理:孔洞、缺口或截面改變急劇或布置不當等使應力集中嚴重。
(3) 制造安裝質(zhì)量差:焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯,焊接缺陷大,殘余應力嚴重;冷加工引起的應變硬化和隨后出現的應變時(shí)效使鋼材變脆。
(4) 結構受有較大動(dòng)力荷載或反復荷載作用:但荷載在結構上作用速度很快時(shí)(如吊車(chē)行進(jìn)時(shí)由于軌縫處高差而造成對吊車(chē)梁的沖擊作用和地震作用等),材料的應力- 應變特性就要發(fā)生很大的改變。隨著(zhù)加荷速度增大,屈服點(diǎn)將提高而韌性降低。特別是和缺陷、應力集中、低溫等因素同時(shí)作用時(shí),材料的脆性將顯著(zhù)增加。
(5)冷拔異型鋼管在較低環(huán)境溫度下工作:當溫度從常溫開(kāi)始下降肘,材料的缺口韌性將隨之降低,材料逐漸變脆。這種性質(zhì)稱(chēng)為低溫冷脆。不同的鋼種,向脆性轉化的溫度并不相同。同一種材料,也會(huì )由于缺口形狀的尖銳程度不同,而在不同溫度下發(fā)生脆性斷裂。
為了防止冷拔異型鋼管的脆性斷裂,可以從以下幾個(gè)方面著(zhù)手:
1、裂紋
當焊接結構的板厚較大時(shí)(大于25mm),如果含碳量高,連接內部有約束作用,焊肉外形不適當,或冷卻過(guò)快,都有可能在焊后出現裂紋,從而產(chǎn)生斷裂破壞。針對這個(gè)問(wèn)題,把碳控制在0.22%左右,同時(shí)在焊接工藝上增加預熱措施使焊縫冷卻緩慢,解決了斷裂問(wèn)題。
焊縫冷卻時(shí)收縮作用受到約束,有可能促使它出現裂紋。措施是:在兩板之間墊上軟鋼絲留出縫隙,焊縫有收縮余地,裂紋就不會(huì )出現。
把角焊縫的表面作成凹形,有利于緩和應力集中。凹形表面的焊縫,焊后比凸形的容易開(kāi)裂,原因是凹形縫的表面有較大的收縮拉應力,并且在45°截面上焊縫厚度最小。凸形縫表面拉力不大,而45°截面又有所增強,情況要好的多。在凹形焊縫開(kāi)裂的條件下,改用凸形焊縫,就不再開(kāi)裂。
2、應力
考察斷裂問(wèn)題時(shí),應力是構件的實(shí)際應力,它不僅和荷載的大小有關(guān),也和構造形狀及施焊條件有關(guān)。幾何形狀和尺寸的突然變化造成應力集中,使局部應力增高,對脆性破壞最為危險。施焊過(guò)程造成構件內的殘余拉應力,也是不利的。因此,避免焊縫過(guò)于集中和避免截面突然變化,都有助于防止脆性斷裂。
3、材料選用
為了防止冷拔異型鋼管脆性斷裂,結構的材料應該具有一定的韌性。20#鋼管斷裂時(shí)吸收的能量和溫度有密切關(guān)系。吸收的能量可以劃分為三個(gè)區域,即變形是塑性的、彈塑性的和彈性的。要求材料的韌性不低于彈性,以避免出現完全脆性的斷裂,也沒(méi)有必要高于彈塑性,對鋼材要求太高,必然會(huì )提高造價(jià)。鋼材的厚度對它的韌性也有影響。厚鋼板的韌性低于薄鋼板。
4、構造細部
發(fā)生冷拔異型鋼管脆性斷裂的原因是存在和焊縫相交的構造縫隙,或相當于構造縫隙的未透焊縫。構造焊縫相當于狹長(cháng)的裂紋,造成高度的應力集中,焊縫則造成高額殘余拉應力并使近旁金屬因熱塑變形而時(shí)效硬化,提高脆性。低溫地區結構的構造細部應該保證焊縫能夠焊透。因此,設計時(shí)必須注意焊縫的施工條件,以保證施焊方便,能夠焊透。

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高精度精密無(wú)縫鋼管的推廣應用對節約鋼材,提高加工工效,節約能源。對鋼管的內、外徑尺寸精度(公差范圍)要求嚴格,內外表面光潔度、圓度、直度良好,可以大大節約機械加工工時(shí),提高材料利用率,同時(shí)有利于提高產(chǎn)品

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