原子間結合力及組織狀態決定不銹鋼無縫鋼管強度引起的作用
由于工作條件(溫度、加載方式等)以及由此而來的破壞形式的不同,原子間結合力及組織狀態這兩大因素在決定不銹鋼無縫鋼管強度方面所起的作用是不同的。一般說來,當工作溫度較低,加載速度較大時,滑移型形變占主導地位,組織狀態對不銹鋼無縫鋼管強度起著決定性作用。而當溫度較高,加載速度較小時,擴散型形變占主導地位,這時對不銹鋼無縫管強度起決定性作用的是原子間結合力。既然形變熱處理是由于改善組織狀態來影響強度的,那么,從原則上講,這種強化手段完全可以應用來有效地提高一般不銹鋼無縫管材料及機器零件室溫下的強度、韌性及中溫短期工作的熱強性。
冶金工廠軋制不銹鋼無縫鋼管材料時,采用形變熱處理工藝以提高出廠產品的力學性能,是最方便不過的了。因此,板材、棒材、各種截面的型材以及不銹鋼無縫管、鋼軌等的形變熱處理近年來得到了廣泛的應用。形狀比較復雜的機器零件,由于鍛造技術的發展(例如精密模鍛、輥鍛、旋壓、高速鍛造等等),也使形變熱處理工藝得以順利進行。形變熱處理后的高度強韌化狀態,往往使得用一般機械方法難以對不銹鋼焊接管進行最后的加工,然而新型切削工藝的層出不窮(例如電火花加工、電解加工、超聲加工、離子束加工、線切割法、激光加工等等),正在逐漸掃清著這方面的障礙。根據已發表的資料可以看出,形變熱處理在一般機器零件方面應用的已有:螺釘、螺栓及螺塞、滾珠軸承及內外套圈、板簧及卷簧、連桿、軸類及軸梢、彈簧鋼制扭力桿、壓氣機及汽輪機葉片、鏈輪及齒輪、充氣瓶等。在工具方面有:冷鑿及鏜鑿、車刀、麻花鉆、絲錐、鑲片銑刀、剪刀、沖頭及沖模、沖裁模、鉚釘模及冷鍛模等。在武器制造及尖端技術方面則有:炮彈丸、穿甲彈殼、噴氣發動機緊固件及空壓機葉片以及導彈蒙皮等。除此之外,在燒結鋼件及球墨鑄鐵上也開始應用形變熱處理強化方法。隨著形變熱處理研究的不斷深入,可以適用的不銹鋼無縫管及鋼材范圍必將日益廣泛。
焊接目前已幾乎全部取代了鉚接,部分代替了鑄造和鍛造。焊接的優點有:節約金屬材料不銹鋼焊管廠用焊接可以比用鉚接制成的結構,省去很多焊管,因此能夠節約焊管約15~20%。另外,焊接結構也可比鑄鐵件節約50%左右,比鑄鋼件節約約30%左右的材料。減輕結構重量:采用焊接制成的機車車輛,可以在節省材料的同時,減輕了本身的自重,從而可以加大承載的重量。減輕勞動量:提高生產率在工業生產中,以焊代鉚可以省去劃線、鉆乳或沖孔、鉸孔、鉚接及捻縫等工序,簡化生產準備工作,節約大量勞動量,縮短生產周期和提高勞動生產率。目前不銹鋼無縫鋼管車間的設備投資小,占用的生產面積小,不需要大型的沖、鉆等機械設備。
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