冷拔鋼管斷面設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的因素

冷拔鋼管斷面設(shè)計(jì)時(shí)要考慮兩個(gè)主要因素：一個(gè)是斷面的安全性;另一個(gè)是斷面的經(jīng)濟(jì)性。為了斷面安全，我們要求冷拔鋼管的腰厚與高度之比應(yīng)不小于1/45。對作柱用的H型鋼，是用扭轉(zhuǎn)半徑與其質(zhì)量之比來表示其經(jīng)濟(jì)性。

冷拔鋼管彈性理論用來計(jì)算靜態(tài)結(jié)構(gòu)，如倉庫、房屋、橋梁等是可行的，但對運(yùn)動(dòng)構(gòu)件如車輪等就不太適用，這時(shí)人們往往采用塑性理論。塑性理論的研究可追溯到1914年。1975年歐洲設(shè)計(jì)部門制定丁一個(gè)塑性設(shè)計(jì)規(guī)范，它主要用于靜載荷平面梁和受到彎曲應(yīng)力的框架結(jié)構(gòu)，其要求如下：對于高層建筑，還需要進(jìn)行更細(xì)致的計(jì)算。

冷拔鋼管的力學(xué)原理

冷拔鋼管力學(xué)原理：冷拔時(shí)鋼管在力的作用下通過一定形狀、尺寸的模具，發(fā)生塑性變形。目前，在生產(chǎn)中的拔制方法大致可分成3種：縮徑拔管、減外壁拔管和減內(nèi)壁拔管，冷拔時(shí)，鋼管在拉拔力、正壓力和摩擦力的作用下，發(fā)生相應(yīng)的變形，大都經(jīng)過縮徑、減壁和定徑3個(gè)階段，而且變形區(qū)內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，其中軸向?yàn)槔瓚?yīng)力，徑向和周向?yàn)閴簯?yīng)力，拔管過程中金屬處于一向拉和兩向壓應(yīng)力狀態(tài)，這是冷拔鋼管變形過程的基本力學(xué)特征。

冷拔鋼管正是發(fā)生了加工硬化。冷拔時(shí)金屬發(fā)生塑性變形，晶體內(nèi)部有多個(gè)滑移系啟動(dòng)，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)彼此攔截，許多位錯(cuò)被釘扎住，造成位錯(cuò)塞積，同時(shí)位錯(cuò)源停止動(dòng)作。上述一系列過程導(dǎo)致了位錯(cuò)的可動(dòng)性降低，晶體中的位錯(cuò)密度顯著增加。當(dāng)塑性變形進(jìn)一步發(fā)生，應(yīng)力增加并足以使釘扎的位錯(cuò)開始運(yùn)動(dòng)，螺位錯(cuò)交滑移，刃位錯(cuò)不能交滑移，這樣發(fā)生位錯(cuò)交截，使不動(dòng)階數(shù)增。

冷拔鋼管低溫脆化的原因

冷拔鋼管的冷脆性(或低溫脆化傾向)用韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度Tc表示。高純鐵(0.01%C)的Tc在一100C，低于此溫度則完全處于脆化狀態(tài)。冷拔鋼管中大多數(shù)合金元素都升冷拔鋼管的韌性一脆性轉(zhuǎn)化溫度，增加冷脆傾向。在室溫以上韌性斷裂時(shí)，冷拔鋼管的斷口為韌窩型斷口，而在低溫下脆性斷裂時(shí)為解理斷口。

冷拔鋼管低溫脆化的原因是：

(1)形變時(shí)位錯(cuò)源產(chǎn)生的位錯(cuò)被障礙物(如晶界、第二相等)阻塞時(shí)，局部應(yīng)力超過冷拔鋼管的理論強(qiáng)度而產(chǎn)生微裂紋。

(2)幾個(gè)塞積的位錯(cuò)在晶界合成一個(gè)微裂紋。

(3)兩個(gè){110)滑移帶相交處反應(yīng)，引起不動(dòng)位錯(cuò)，呈楔形微裂紋，它可沿{100}解理面裂開。