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怎么知道无缝钢管的硬度值?
来源:天津恒永兴钢管 日期:2024年09月04日 本文关键字:无缝钢管硬度

无缝钢管指的是由整块金属制成,其表面不存在接缝的钢管。根据生产方式的差异,无缝管可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管等类别。就断面形状而言,无缝钢管有圆形和异形之分,异形管包含方形、椭圆形、三角形、六角形、瓜子形、星形、带翅管等多种复杂形状。最大直径可达 650mm,最小直径为 0.3mm。依据用途的不同,存在厚壁管和薄壁管之分。无缝钢管主要用于石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用的高精度结构钢管。
沿其横截面周边无接缝的钢管。根据生产方法的不同可分为热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管等,各自都有相应的工艺规定。材质涵盖普通和优质碳素结构钢(Q215-A 至 Q275-A 以及 10 至 50 号钢)、低合金钢(09MnV、16Mn 等)、合金钢、不锈耐酸钢等。按照用途可分为一般用途的(用于输水、气管道和结构件、机械零件)和专用的(用于锅炉、地质勘探、轴承、耐酸等)两类。
无缝钢管用途广泛。一般用途的无缝钢管由普通碳素结构钢、低合金结构钢或合金结构钢轧制而成,产量极大,主要用作输送流体的管道或者结构零件。2、根据用途的不同分三类供应:a、按化学成分和机械性能供应;b、按机械性能供应;c、按水压试验供应。按 a、b 类供应的钢管,若用于承受液体压力,也要进行水压试验。3、专门用途的无缝管包括锅炉用无缝管、化工电力用,地质用无缝钢管以及石油用无缝管等多种。
无缝钢管具有中空截面,大量被用作输送流体的管道,例如输送石油、天然气、煤气、水以及某些固体物料的管道等。与圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同的情况下,钢管重量更轻,属于经济截面钢材。
广泛用于制造结构件和机械零件,比如石油钻杆、汽车传动轴、自行车架以及建筑施工中使用的钢脚手架等。用钢管制造环形零件,能够提高材料利用率,简化制造工序,节省材料和加工工时,已广泛采用钢管来制造。
一般的无缝钢管生产工艺可分为冷拔与热轧两种,冷轧无缝钢管的生产流程通常比热轧更为复杂。管坯首先要进行三辊连轧,挤压后要进行定径测试,如果表面没有出现相应裂纹,圆管要通过割机进行切割,切割成长度约为一米的坯料。然后进入退火流程,退火需使用酸性液体进行酸洗,酸洗时要留意表面是否有大量的起泡产生,如果有大量起泡则表明钢管的质量未达到相应标准。从外观上看,冷轧无缝钢管比热轧无缝钢管短,冷轧无缝钢管的壁厚一般比热轧无缝钢管小,不过表面看起来比厚壁无缝钢管更加光亮,表面没有过多的粗糙,口径也没有太多的毛刺。
钢材的力学性能是保障钢材最终使用性能(机械性能)的关键指标,它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中,根据不同的使用需求,规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标,还有用户要求的高、低温性能等。
①抗拉强度(σb)
在试样拉伸过程中,拉断时所承受的最大力(Fb)除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为 N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。
②屈服点(σs)
具有屈服现象的金属材料,在试样拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称为屈服点。若力发生下降,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为 N/mm2(MPa)。
上屈服点(σsu):试样发生屈服而力首次下降前的最大应力;下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的最小应力。
屈服点的计算公式为:
式中:Fs—— 试样拉伸过程中屈服力(恒定),N(牛顿);So—— 试样原始横截面积,mm2。
③断后伸长率(σ)
在拉伸试验中,试样拉断后其标距增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以 σ 表示,单位为 %。计算公式为:σ=(Lh - Lo)/L0 * 100%
式中:Lh—— 试样拉断后的标距长度,mm;L0—— 试样原始标距长度,mm。
④断面收缩率(ψ)
在拉伸试验中,试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。以 ψ 表示,单位为 %。计算公式如下:
式中:S0—— 试样原始横截面积,mm2;S1—— 试样拉断后缩径处的最少横截面积,mm2。
⑤硬度指标
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围的不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材,一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
A、布氏硬度(HB)
使用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以 HBS(钢球)表示,单位为 N/mm2(MPa)。
其计算公式为:
式中:F—— 压入金属试样表面的试验力,N;D—— 试验用钢球直径,mm;d—— 压痕平均直径,mm。
测定布氏硬度较为准确可靠,但一般 HBS 只适用于 450N/mm2(MPa)以下的金属材料,对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中,布氏硬度应用最广,往往以压痕直径 d 来表示该材料的硬度,既直观又方便。

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