4.4孔腔形成機理

斜軋實心管坯時，在頂頭接觸管坯前常易出現(xiàn)金屬中心破裂現(xiàn)象，當大量裂口發(fā)展成相互連接，擴大成片以后，金屬連續(xù)性破壞，形成中心空洞即孔腔。見圖4-5。在頂頭前過早形成孔腔，會造成大量的內(nèi)折缺陷，惡化厚壁無縫鋼管內(nèi)表面質(zhì)量，甚至形成廢品，因此在穿孔工藝中力求避免過早形成孔腔。

圖4-5 孔腔示意圖

影響孔腔形成的主要因素有：

變形的不均勻性（頂頭前壓縮量）

不均勻變形程度主要決定于坯料每半轉(zhuǎn)的壓縮量（稱為單位壓縮量），生產(chǎn)中指頂頭前壓縮量。頂頭前壓縮量愈大則變形不均勻程度也愈大，導(dǎo)致管坯中心區(qū)的切應(yīng)力和拉應(yīng)力增加，從而容易促進孔腔的形成。一般用臨界壓縮量來表示最大壓縮量值的限制，壓縮量小于臨界壓縮量則不容易或不形成孔腔。

橢圓度的影響

穿孔過程中在管坯橫斷面上存在著很大的不均勻變形，橢圓度愈大，則不均勻變形也愈大。按照體積不變定律可知，橫向變形愈大則縱向變形愈小，將導(dǎo)致管坯中心的橫向拉應(yīng)力、切應(yīng)力以及反復(fù)應(yīng)力增加，加劇了孔腔的形成趨勢

單位壓縮次數(shù)的影響

在生產(chǎn)中主要指管坯從一次咬入到二次咬入過程中管坯的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，次數(shù)的增多就容易形成孔腔。

鋼的自然塑性

鋼的自然塑性由鋼的化學(xué)成分、金屬冶煉質(zhì)量以及金屬組織狀態(tài)所決定，而組織狀態(tài)又由管坯加熱溫度和時間所影響。一般來說塑性低的金屬，穿孔性能差，容易產(chǎn)生孔腔。

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