不锈钢管【不锈钢带】细节决定成败

金属材料特质

2.1疲劳

许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。金属材料疲劳断裂的特点是：（1）载荷应力是交变的；（2）载荷的作用时间较长；（3）断裂是瞬时发生的；（4）无论是塑性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的。所以，疲劳断裂是工程上常见、危险的断裂形式。

金属材料的疲劳现象，按条件不同可分为下列几种：

（1）高周疲劳：指在低应力（工作应力低于材料的屈服极限，甚至低于弹性极限）条件下，应力循环周数在100000以上的疲劳。它是常见的一种疲劳破坏。高周疲劳一般简称为疲劳。

（2）低周疲劳：指在高应力（工作应力接近材料的屈服极限）或高应变条件下，应力循环周数在10000~100000以下的疲劳。由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主要作用，因而，也称为塑性疲劳或应变疲劳。

（3）热疲劳：指由于温度变化所产生的热应力的反复作用，所造成的疲劳破坏。

（4）腐蚀疲劳：指机器部件在交变载荷和腐蚀介质（如酸、碱、海水、活性气体等）的共同作用下，所产生的疲劳破坏。

（5）接触疲劳：这是指机器零件的接触表面，在接触应力的反复作用下，出现麻点剥落或表面压碎剥落，从而造成机件失效破坏。

2.2塑性

塑性是指金属材料在载荷外力的作用下，产生 变形（塑性变形）而不被破坏的能力。金属材料在受到拉伸时，长度和横截面积都要发生变化，因此，金属的塑性可以用长度的伸长（延伸率）和断面的收缩（断面收缩率）两个指标来衡量。

金属材料的延伸率和断面收缩率愈大，表示该材料的塑性愈好，即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。塑性好的材料，它能在较大的宏观范围内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化，从而提高材料的强度，保证了零件的使用。此外，塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此，选择金属材料作机械零件时，必须满足一定的塑性指标。

早在1925年人们就已经掌握，钢同有色金属一样可以用挤压法进行变形。由于设备和工具成本低、产品断面丰富，这种钢的热成型方法愈来愈受到人们的重视。1941年SejournetJ在于仁恩电炉公司的协助下，试验成功了玻璃润滑剂，使钢的热挤压的发展成为可能，并迅速在全世界范围推广。

传统钢挤压生产采用石墨(片状石墨与机油、焦油或油脂等混和成的涂料)作为润滑剂。但石墨润滑剂的缺点是：

①导热系数较大，隔热差、工模具温升大，磨损快，挤压长产品困难。

②容易引起产品增碳，当挤压不锈钢时容易产生晶间腐蚀，故挤压后必须去除渗碳层，结果增加了金属消耗。

③往往会使环境污染。

玻璃润滑剂与石墨相比，其优点是：

①玻璃导热系数小，能防止坯料表面过快冷却，同时也能起到保护工模具作用。

②具有良好的润滑性能，可采用大的挤压比和提高挤压速度，从而可扩大挤压机生产的产品范围。

③玻璃润滑剂化学稳定性好，不会引起组织缺陷。

④可以方便地改变玻璃润滑剂的配比，获得不同的物理性能(如软化点、粘度等)，以适应挤压不同材质的产品需要。

⑤使用玻璃作为润滑剂时可以保持清洁。总之，玻璃润滑剂优点显著。国外许多研究结果指明，挤压钢时采用玻璃润滑剂效果 。

挤压钢管时必须进行润滑的部位有：挤压模、挤压筒和芯棒三个部位。

(1)挤压模的润滑：模子的润滑常用将玻璃粉压制成玻璃垫的方法，即在挤压前把玻璃垫置于模子与坯料之间。为了保证玻璃垫能连续软化在摩擦表面上，要求玻璃垫的形状与模孔入口锥和坯料端部形状相吻合。玻璃垫外径一般比挤压筒直径小3～5mm。玻璃垫内孔直径小于或等于模孔直径。玻璃垫的厚度一般取坯料长度的4%～8%。

(2)挤压筒和芯棒的润滑：挤压筒和芯棒的润滑应选用软化点低、粒度小的玻璃粉涂敷在钢坯内孔和外表面。此外，也可以用玻璃布缠包绕在坯料表面上和将玻璃布条绕在芯棒上的方法。

(3)钢管表面玻璃膜的去除：由于挤压时采用了玻璃润滑剂，挤压钢管内外表面上残留一层厚度20～50μm的玻璃膜，其性质硬而脆，有害于以后的加工和使用，必须。方法有机械法和化学法。机械法有喷丸、水冷和拉伸矫直等方法。应用化学法玻璃膜时，由于在钢管表面上残留的玻璃润滑剂具有较高的化学稳定性，它需要采用碱溶液或酸溶液。酸洗法的不足之处在于对各种钢管材质的侵蚀性大，可能使钢管表面产生过酸洗，尤其对碳钢的侵蚀性更大，因此应用上受到限制。目前采用酸碱联合法。