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    旋壓后0Cr18Ni9不銹鋼管固溶處理前后的殘余應力對比分析

    采用鉆孔法測試旋壓后的0Cr18Ni9不銹鋼管內外表面的殘余應力,還測試了采用旋壓后經固溶處理管材表面的殘余應力大小。測試方法參照ASTM標準E837-81及我國標準GB3395-92,在薄壁管上選定的位置鉆孔,通過測量電阻應變片在殘余應力釋放時產生的應變,根據彈塑性原理計算殘余應力。

        旋壓后殘余應力結果及分析

        旋壓后0Cr18Ni9不銹鋼管軸向各位置沿壁厚由內到外的平均殘余應力分布如圖3所示,圖中數據以拉應力為正,圖中壁厚零點為管材內表面。

        由圖3可知, 0Cr18Ni9不銹鋼管旋壓后的內部有較大的殘余應力,從宏觀上看,薄壁管外表面的殘余應力在數值上大于內表面的應力使,其軸向殘余應力均大于其切向殘余應力。薄壁管的內表面表現為殘余拉應力,其軸向殘余應力位為1065MPa,切向殘余應力值為4.525MPa,而外表面變現為殘余壓應力,其軸向殘余應力位為50110MPa,切向殘余應力位為4060MPa。在旋壓過程中,旋輪的壓力由外向內傳遞,使得工件外層除了有軸向形變外還有切向形變,而內層金屬基本是軸向變形,因此,外層金屬的變形量要大于內層金屬,這種變形的不均勻性導致了旋壓工件的外表面產生壓應力,內表面產生拉應力。

        固溶處理后殘余應力結果及分析

        旋壓后經固溶處理的0Cr18Ni9不銹鋼管軸向各位置沿壁厚由內到外的平均殘余應力分布如圖4所示。

        由圖4可知,旋壓態的0Cr18Ni9不銹鋼管經固溶處理后內部殘余應力值顯著降低,內表面軸向殘余應力值為25MPa,與固溶前相比,殘余應力值平均下降了85%以上,內表面切向殘余應力值為12.5MPa,平均下降了80%以上;外表面軸向殘余應力值在28MPa,平均下降了90%以上,切向殘余應力鎮在1.53MPa,平均下降了95%以上。

        由此可以得出,通過固溶處理可以有效消除經旋壓變形后0Cr18Ni9不銹鋼管內的殘余應力,且沿壁厚方向殘余應力分布趨向于平穩分布。殘余應力水平的降低能有效改善0Cr18Ni9不銹鋼管的抗應力腐蝕能力,提高旋后管材的形狀精度和尺寸穩定性。

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