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厚壁不銹鋼管晶體結構塑性變形的基礎知識

厚壁不銹鋼管的作用和反作用是矛盾的對立統一,兩者總是同時存在的。反應的形式會隨著行動形式的變化而變化。然而,反應的性質主要由物體本身的性質決定。厚壁不銹鋼管材料在外力作用下的反應主要取決于其抗變形能力。

在厚壁不銹鋼管的切割過程中,厚壁不銹鋼管材料的反切割效應一方面來自被切割的厚壁不銹鋼管與刀具之間的摩擦,更重要的來源是材料本身對變形的抵抗力(主要是厚壁不銹鋼管的塑性變形)。切削厚壁不銹鋼管的塑性變形不僅影響切削力和功耗的大小,而且是切削熱、刀具磨損和加工表面硬化的主要來源。因此,在研究厚壁不銹鋼管切割過程的本質時,有必要了解厚壁不銹鋼管的塑性變形規律。

低碳鋼的拉伸圖是低碳鋼在拉伸過程中的應力-應變圖。直線表明,當試棒從零開始加載時,試棒在06范圍內的變形與施加的載荷成正比。如果此時移除負載,變形將消失,試棒將恢復到其原始大小。也就是說,在第06節中,試棒處于彈性變形狀態。當載荷增加到g點時,即使載荷不再增加,變形也會繼續,這在圖中可以看作是一條水平直線。這種現象被稱為“屈服”。結果表明,試棒從c點開始有明顯的塑性變形,D點以后,隨著荷載的逐漸增加,試棒產生明顯的塑性變形。塑性變形的特點是,在載荷消除后,試棒不會恢復到原來的尺寸。在點B,負載達到最大值。此后,負荷逐漸減少,直到試棒被摧毀。

拉伸圖僅反映施加的載荷和變形之間的關系。事實上,厚壁不銹鋼管的變形與外力引起的內應力變化關系更為密切。在圖中,cd段的試件伸長似乎是在不增加外力的情況下進行的。然而,cd段試件的逐漸伸長將不可避免地導致試件直徑的逐漸減小。因此,ccf截面的試件變形是在應力增加的條件下進行的。在B點,試棒在某一部分的直徑會有明顯的收縮(稱為“頸縮”)。盡管載荷在拉伸圖上的不銹鋼焊管點B之后逐漸減小,但試棒的真實應力隨著“頸縮”的發展而逐漸增大。最后,損害是由超過試棒所能承受的最大壓力造成的。軟鋼拉伸過程中真應力與真應變的關系。

由此可見,具有一定塑性的厚壁不銹鋼管材料的變形只有在其內應力不斷增加時才會繼續。這是厚壁不銹鋼管材料對外部載荷反應的主要來源。在拉伸圖中,點6、C和B對應的應力值是衡量厚壁不銹鋼管材料力學性能的重要指標。在材料力學中,對應于點6、c和b的應力值分別稱為比例極限、屈服極限(或屈服強度)和強度極限(或抗拉強度)

厚壁不銹鋼管和厚壁不銹鋼管的晶體結構是由許多不同形狀的晶粒組成的多晶。厚壁不銹鋼管的性能取決于厚壁不銹鋼管的晶體結構。晶體是由原子以某種幾何形式排列的(圖2-3 (1))。為了分析晶體中原子的不同排列形式,可以用不銹鋼焊接管一些假想的幾何線來連接原子的中心,從而得到抽象的幾何空間網格。這種幾何空間晶格稱為晶格,簡稱為字符(圖2-3 (2))。晶格中每個位置的原子層稱為晶面。在晶格中,能夠完全代表晶格的最小單位稱為晶胞(圖2-3 (3))。由于厚壁不銹鋼管的化學成分和金相組織不同,厚壁不銹鋼管中存在多種類型的晶格。單晶厚壁不銹鋼管內的晶格以相同的取向有序排列。在多晶體中,只有在同一晶粒中晶格的取向是相同的,而不同晶粒的取向是不相同的。


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