金属材料特质

2.1疲劳

许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。金属材料疲劳断裂的特点是：（1）载荷应力是交变的；（2）载荷的作用时间较长；（3）断裂是瞬时发生的；（4）无论是塑性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的。所以，疲劳断裂是工程上常见、危险的断裂形式。

金属材料的疲劳现象，按条件不同可分为下列几种：

（1）高周疲劳：指在低应力（工作应力低于材料的屈服极限，甚至低于弹性极限）条件下，应力循环周数在100000以上的疲劳。它是常见的一种疲劳破坏。高周疲劳一般简称为疲劳。

（2）低周疲劳：指在高应力（工作应力接近材料的屈服极限）或高应变条件下，应力循环周数在10000~100000以下的疲劳。由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主要作用，因而，也称为塑性疲劳或应变疲劳。

（3）热疲劳：指由于温度变化所产生的热应力的反复作用，所造成的疲劳破坏。

（4）腐蚀疲劳：指机器部件在交变载荷和腐蚀介质（如酸、碱、海水、活性气体等）的共同作用下，所产生的疲劳破坏。

（5）接触疲劳：这是指机器零件的接触表面，在接触应力的反复作用下，出现麻点剥落或表面压碎剥落，从而造成机件失效破坏。

2.2塑性

塑性是指金属材料在载荷外力的作用下，产生 变形（塑性变形）而不被破坏的能力。金属材料在受到拉伸时，长度和横截面积都要发生变化，因此，金属的塑性可以用长度的伸长（延伸率）和断面的收缩（断面收缩率）两个指标来衡量。

金属材料的延伸率和断面收缩率愈大，表示该材料的塑性愈好，即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。塑性好的材料，它能在较大的宏观范围内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化，从而提高材料的强度，保证了零件的使用。此外，塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此，选择金属材料作机械零件时，必须满足一定的塑性指标。

随着我国国民经济的发展，大口径直缝钢管以其承压能力高、阻力小、耐低温、抗腐蚀、安装维修方便等优点而越来越受到石油天然气、矿浆输送、钢结构工程等行业的欢迎。

大口径直缝焊管主要生产流程说明：

1.板探：用来制造大口径埋弧焊直缝钢管的钢板进入生产线后，首先进行全板超声波检验;

2.铣边：通过铣边机对钢板两边缘进行双面铣削，使之达到要求的板宽、板边平行度和坡口形状;

3.预弯边：利用预弯机进行板边预弯，使板边具有符合要求的曲率;

4.成型：在JCO成型机上首先将预弯后的钢板的一半经过多次步进冲压，压成"J"形，再将钢板的另一半同样弯曲，压成"C"形， 形成开口的"O"形

5.预焊：使成型后的直缝焊钢管合缝并采用气体保护焊(MAG)进行连续焊接;

6.内焊：采用纵列多丝埋弧焊(多可为四丝)在直缝钢管内侧进行焊接;

7.外焊：采用纵列多丝埋弧焊在直缝埋弧焊钢管外侧进行焊接;

8.超声波检验Ⅰ：对直缝焊钢管内外焊缝及焊缝两侧母材进行的检查;

9.X射线检查Ⅰ：对内外焊缝进行的X射线工业电视检查，采用图象处理系统以保证探伤的灵敏度;

10.扩径：对埋弧焊直缝钢管全长进行扩径以提高钢管的尺寸精度，并改善钢管内应力的分布状态;

11.水压试验：在水压试验机上对扩径后的钢管进行逐根检验以保证钢管达到标准要求的试验压力，该机具有自动记录和储存功能;

12.倒棱：将检验合格后的钢管进行管端加工，达到要求的管端坡口尺寸;

13.超声波检验Ⅱ：再次逐根进行超声波检验以检查直缝焊钢管在扩径、水压后可能产生的缺陷;

14.X射线检查Ⅱ：对扩径和水压试验后的钢管进行X射线工业电视检查和管端焊缝拍片;

15.管端磁粉检验：进行此项检查以发现管端缺陷;

16.防腐和涂层：合格后的钢管根据用户要求进行防腐和涂层。