Анализ причин искажения поперечного сечения бесшовных изгибов нержавеющей стали
Бесшовные изгибы из нержавеющей стали в процессе производства имеют искажение поперечного сечения в основном из — за неравномерного распределения напряжений в процессе производства, влияния характеристик материала и управления параметрами обработки и многих других факторов.
Ниже приводится конкретный анализ этих аспектов:
Неравномерное распределение напряжений в производственных процессах
При изготовлении бесшовных изгибов из нержавеющей стали обычно используются такие процессы формования, как тепловое выталкивание, штамповка или экструзия, которые заставляют материал выдерживать сложные напряжения. В процессе пластического изгиба внешняя сторона изгиба подвергается растягивающему напряжению, что приводит к ослаблению стенки трубы; Внутренняя сторона выдерживает напряжение сжатия, что приводит к утолщению стенки трубы. Это неравномерное распределение напряжений является самой непосредственной причиной искажения поперечного сечения. В зависимости от технологических параметров скорость утолщения может достигать более 9%, а утолщающая часть может образовывать складки. Особенно, когда радиус изгиба меньше (например, короткий радиус изгиба R = 1D), эта асимметрия напряжений более заметна, и степень искажения усиливается. Несмотря на то, что в современном производстве используется 800 — тонный гидравлический пресс с прецизионной пресс — формой для управления эллипсом в пределах 3%, все еще есть технические трудности для полного устранения этой деформации.
2. Влияние свойств материала на искажения
Свойства материала, присущие нержавеющей стали, значительно влияют на ее деформационное поведение во время изгиба. Во — первых, нержавеющая сталь имеет низкую теплопроводность (около 15Вт / м · K) и создает больший температурный градиент при нагревании и формовании, что приводит к концентрации тепловых напряжений. Во — вторых, аустенитная нержавеющая сталь подвержена упрочнению обработки при холодной обработке, с увеличением степени деформации, прочность на текучесть материала увеличивается, а пластичность снижается, что еще больше усугубляет неравномерность деформации. Нержавеющая сталь разных марок работает по — разному, например, скорость удлинения 304 нержавеющей стали лучше 316L, степень искажения при тех же технологических условиях относительно невелика. Кроме того, анизотропия нержавеющей стали (например, разница в производительности между направлением прокатки и вертикальным направлением) также приводит к асимметричной деформации при изгибе, особенно при изготовлении изгибов большого диаметра.
3. Неправильный контроль технологических параметров
Неправильное управление несколькими ключевыми технологическими параметрами может непосредственно привести к искажению поперечного сечения. Температура нагрева является одним из основных факторов, нержавеющая сталь обычно должна нагреваться до 1200 ° C для термического толкания формования, недостаточная температура может сделать материал менее пластичным, увеличить сопротивление деформации; Высокая температура может вызвать толщину зерна и снизить прочность материала. Конструкция пресс — формы также имеет решающее значение, неправильный контроль расширения конического валкового перфоратора может привести к неравномерной начальной толщине стенки, а последующее искажение усиливается при изгибе. В процессе холодного выталкивания и изгиба, если зазор формы не соответствует толщине трубы (как правило, должен быть в 1,2 — 1,5 раза толщиной), это может привести к блокировке потока материала, вызывая локальную деформацию. Хотя в современном производстве используется трехмерное лазерное сканирование, чтобы обеспечить допуск угла в пределах ± 0,5 °, тонкая настройка параметров по — прежнему зависит от опытных инженеров — технологов.
4. Совокупный эффект остаточного напряжения
Остаточные напряжения, возникающие в процессе производства, являются важным потенциальным фактором, который приводит к поздним искажениям. Нержавеющая сталь в цикле нагрева — охлаждения создает напряжение ткани из — за фазового перехода, а в механической обработке образует напряжение обработки. Эти остаточные напряжения находятся в неравномерном состоянии внутри изделия, и когда внешние ограничения снимаются (например, после резки, сварки), они постепенно освобождаются, что приводит к изменению формы. В частности, изгибы большого калибра (DN500 и выше) могут вызывать деформацию искажения из — за неравномерного высвобождения напряжений, даже если они увеличивают высокочастотный процесс отжига и снятия напряжений. Асимметрия продольных и поперечных напряжений является типичной особенностью таких деформаций, проявляющейся в том, что поперечное сечение изгиба изменяется от круглого к эллиптическому или другим нерегулярным формам.
5. Внешние экологические факторы
Бесшовные изгибы из нержавеющей стали после завершения изготовления также могут зависеть от внешних факторов окружающей среды, таких как изменение температуры, коррозия среды и т. Д. Эти факторы могут привести к дальнейшей деформации изгиба или ухудшению производительности во время использования. Например, при высоких температурах свойства ползучести нержавеющей стали могут привести к постепенной деформации изгиба; В коррозионной среде точечная или щелевая коррозия может ослабить структурную целостность изгиба, что влияет на стабильность его формы.
Подводя итог, искажение поперечного сечения бесшовного изгиба из нержавеющей стали является результатом сочетания характеристик материала, технологических параметров и состояния напряжения. Чтобы эффективно контролировать степень искажения, необходимо улучшить систему из многих аспектов, таких как оптимизация системы нагрева, улучшение конструкции формы, точное управление деформацией и совершенствование процесса термообработки.
Анализ причин искажения поперечного сечения бесшовных изгибов нержавеющей стали
Бесшовные изгибы из нержавеющей стали в процессе производства имеют искажение поперечного сечения в основном из — за неравномерного распределения напряжений в процессе производства, влияния характеристик материала и управления параметрами обработки и многих других факторов.
Ниже приводится конкретный анализ этих аспектов:
Неравномерное распределение напряжений в производственных процессах
При изготовлении бесшовных изгибов из нержавеющей стали обычно используются такие процессы формования, как тепловое выталкивание, штамповка или экструзия, которые заставляют материал выдерживать сложные напряжения. В процессе пластического изгиба внешняя сторона изгиба подвергается растягивающему напряжению, что приводит к ослаблению стенки трубы; Внутренняя сторона выдерживает напряжение сжатия, что приводит к утолщению стенки трубы. Это неравномерное распределение напряжений является самой непосредственной причиной искажения поперечного сечения. В зависимости от технологических параметров скорость утолщения может достигать более 9%, а утолщающая часть может образовывать складки. Особенно, когда радиус изгиба меньше (например, короткий радиус изгиба R = 1D), эта асимметрия напряжений более заметна, и степень искажения усиливается. Несмотря на то, что в современном производстве используется 800 — тонный гидравлический пресс с прецизионной пресс — формой для управления эллипсом в пределах 3%, все еще есть технические трудности для полного устранения этой деформации.
2. Влияние свойств материала на искажения
Свойства материала, присущие нержавеющей стали, значительно влияют на ее деформационное поведение во время изгиба. Во — первых, нержавеющая сталь имеет низкую теплопроводность (около 15Вт / м · K) и создает больший температурный градиент при нагревании и формовании, что приводит к концентрации тепловых напряжений. Во — вторых, аустенитная нержавеющая сталь подвержена упрочнению обработки при холодной обработке, с увеличением степени деформации, прочность на текучесть материала увеличивается, а пластичность снижается, что еще больше усугубляет неравномерность деформации. Нержавеющая сталь разных марок работает по — разному, например, скорость удлинения 304 нержавеющей стали лучше 316L, степень искажения при тех же технологических условиях относительно невелика. Кроме того, анизотропия нержавеющей стали (например, разница в производительности между направлением прокатки и вертикальным направлением) также приводит к асимметричной деформации при изгибе, особенно при изготовлении изгибов большого диаметра.
3. Неправильный контроль технологических параметров
Неправильное управление несколькими ключевыми технологическими параметрами может непосредственно привести к искажению поперечного сечения. Температура нагрева является одним из основных факторов, нержавеющая сталь обычно должна нагреваться до 1200 ° C для термического толкания формования, недостаточная температура может сделать материал менее пластичным, увеличить сопротивление деформации; Высокая температура может вызвать толщину зерна и снизить прочность материала. Конструкция пресс — формы также имеет решающее значение, неправильный контроль расширения конического валкового перфоратора может привести к неравномерной начальной толщине стенки, а последующее искажение усиливается при изгибе. В процессе холодного выталкивания и изгиба, если зазор формы не соответствует толщине трубы (как правило, должен быть в 1,2 — 1,5 раза толщиной), это может привести к блокировке потока материала, вызывая локальную деформацию. Хотя в современном производстве используется трехмерное лазерное сканирование, чтобы обеспечить допуск угла в пределах ± 0,5 °, тонкая настройка параметров по — прежнему зависит от опытных инженеров — технологов.
4. Совокупный эффект остаточного напряжения
Остаточные напряжения, возникающие в процессе производства, являются важным потенциальным фактором, который приводит к поздним искажениям. Нержавеющая сталь в цикле нагрева — охлаждения создает напряжение ткани из — за фазового перехода, а в механической обработке образует напряжение обработки. Эти остаточные напряжения находятся в неравномерном состоянии внутри изделия, и когда внешние ограничения снимаются (например, после резки, сварки), они постепенно освобождаются, что приводит к изменению формы. В частности, изгибы большого калибра (DN500 и выше) могут вызывать деформацию искажения из — за неравномерного высвобождения напряжений, даже если они увеличивают высокочастотный процесс отжига и снятия напряжений. Асимметрия продольных и поперечных напряжений является типичной особенностью таких деформаций, проявляющейся в том, что поперечное сечение изгиба изменяется от круглого к эллиптическому или другим нерегулярным формам.
5. Внешние экологические факторы
Бесшовные изгибы из нержавеющей стали после завершения изготовления также могут зависеть от внешних факторов окружающей среды, таких как изменение температуры, коррозия среды и т. Д. Эти факторы могут привести к дальнейшей деформации изгиба или ухудшению производительности во время использования. Например, при высоких температурах свойства ползучести нержавеющей стали могут привести к постепенной деформации изгиба; В коррозионной среде точечная или щелевая коррозия может ослабить структурную целостность изгиба, что влияет на стабильность его формы.
Подводя итог, искажение поперечного сечения бесшовного изгиба из нержавеющей стали является результатом сочетания характеристик материала, технологических параметров и состояния напряжения. Чтобы эффективно контролировать степень искажения, необходимо улучшить систему из многих аспектов, таких как оптимизация системы нагрева, улучшение конструкции формы, точное управление деформацией и совершенствование процесса термообработки.