力学性能指标编辑
钢材力学性能是保证钢材终使用性能(机械性能)的重要指标,它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中,根据不同的使用要求,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)
试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的 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 能力。
②屈服点(σs)
具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,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 应力; 下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的小应力。
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)
钢管理化性能检验:
①拉伸试验:测应力和变形,判定材料的强度(YS、TS)和塑性指标(A、Z)
纵向,横向试样 管段、弧型、圆形试样(¢10、¢12.5)
小口径、薄壁 大口径、厚壁 定标距。
备注:试样断后伸长率与试样尺寸有关 GB/T 1760
②冲击试验:CVN、缺口C型、V型、功J 值J/cm2
标准试样10×10×55(mm) 非标试样5×10×55(mm)
③硬度试验:布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV等
④液压试验:试验压力、稳压时间、 p=2Sδ/D
钢管工艺性能检验过程:
①压扁试验:圆形试样 C形试样(S/D>0.15) H=(1+2)S/(∝+S/D)
L=40~100mm 单位长度变形系数=0.07~0.08
②环拉试验:L=15mm 无裂纹为合格
③扩口和卷边试验:顶心锥度为30°、40°、60°
④弯曲试验:可代替压扁试验(对大口径管而言)
钢管金相分析:
①高倍检验(观分析):非金属夹杂物100x GB/T 10561 晶粒度:级别、级差
组织:M、B、S、T、P、F、A-S
脱碳层:内、外。
A法评级:A类-硫化物 B类-氧化物 C类-硅酸盐 D-球状氧化 DS类。
②低倍试验(宏观分析):肉眼、放大镜10x以下。
a. 酸蚀检验法。
b. 硫印检验法(管坯检验,显示低培组织及缺陷,如疏松、偏析、皮下气泡、翻皮、白点、夹杂物等。
c. 塔形发纹检验法:检验发纹数量、长度及分布。
产生原因:
① 由于管坯的表面缺陷或内部缺陷所带来的。
② 生产过程中产生的,如轧制工艺参数设计不正确,模具表面不光滑,润滑条件不好,孔型设计及调整不合理。
③ 管坯(钢管)在加热轧制,热处理以及矫直过程中,如果因为加热温度控制不当,变形不均匀,加热冷却速度不合理或矫直变形量太大而产生过大的残余应力,那么也有可能导致钢管产生表面裂纹。
6.钢管理化性能:常温力学性能、高温力学性能、低温性能、抗腐蚀性能。钢管的理化性能主要取决于钢的化学成分,组织结构和钢的纯净度以及钢管的热处理方式等。
7.钢管工艺性能:压扁、扩口、卷边、弯曲、焊接等。
8.钢管金相组织:低倍组织(宏观)、高倍组织(观) M、B、P、F、A、S
9.钢管特殊要求:合同附件、技术协议。
4140无缝管化学成分:
地区:中国
标准:GB/T 3077—1999
碳(C)0.38~0.45
硅(Si)0.17~0.37
提供4140合金结构钢
提供4140合金结构钢
锰(Mn)0.50~0.80
磷(P)≤0.035
硫(S)≤0.035
铬(Cr)0.9~1.20
镍(Ni)≤0.30
钼(Mo)0.15~0.25
铜(Cu)≤0.30
4140无缝管力学性能:
抗拉强度 σb (MPa):≥1080(110)
提供合金结构钢
提供合金结构钢(11张)
屈服强度 σs (MPa):≥930(95)
伸长率 δ5 (%):≥12
断面收缩率 ψ (%):≥45
冲击功 Akv (J):≥63
冲击韧性值 αkv (J/cm2):≥78(8)
硬度 :≤217HB
试样尺寸:试样毛坯尺寸为25mm
4140无缝管热处理工艺
退火annealing No.1 "760±10℃退火,炉冷至400℃空冷。HB220-230
正火normalize No.4 860±10℃正火,出炉空冷。
调质quenching+tempering No.5 840±10℃淬水或油(视产品型状复杂程度),680-700度回火。 HB<217
调质quenching+tempering No.6 840±10℃淬油,再470度回火处理。 HRC41-45
调质quenching+tempering No.7 840±10℃淬油,再480度回火处理。 HRC35-45
调质quenching+tempering No.8 850℃淬油,再510度回火处理。 HRC38-42
调质quenching+tempering No.9 850℃淬油,再500度回火处理。 HRC40-43
调质quenching+tempering No.10 850℃淬油,再510℃回火处理。 HRC36-42
调质quenching+tempering No.11 850℃淬油,再560℃回火处理。 HRC32-36
调质quenching+tempering No.12 860℃淬油,再390度回火处理。 HRC48-52
其对应国际标准组织牌号:42CrMo4
对应日本牌号:SCM440
对应德国牌号:42CrMo4
近似对应美国牌号:4140
对应英国BS 708M40/708A42/709M40
对应法国NF 40CD4/42CD4
对应中国GB 42CrMo
对应俄罗斯ГOCT 38XM
4140无缝管理算公式
无缝管:(外径-壁厚)×壁厚×长度×0.02466