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厚壁不锈钢管晶体结构塑性变形的基础知识

厚壁不锈钢管的作用和反作用是矛盾的对立统一,两者总是同时存在的。反应的形式会随着行动形式的变化而变化。然而,反应的性质主要由物体本身的性质决定。厚壁不锈钢管材料在外力作用下的反应主要取决于其抗变形能力。

在厚壁不锈钢管的切割过程中,厚壁不锈钢管材料的反切割效应一方面来自被切割的厚壁不锈钢管与刀具之间的摩擦,更重要的来源是材料本身对变形的抵抗力(主要是厚壁不锈钢管的塑性变形)。切削厚壁不锈钢管的塑性变形不仅影响切削力和功耗的大小,而且是切削热、刀具磨损和加工表面硬化的主要来源。因此,在研究厚壁不锈钢管切割过程的本质时,有必要了解厚壁不锈钢管的塑性变形规律。

低碳钢的拉伸图是低碳钢在拉伸过程中的应力-应变图。直线表明,当试棒从零开始加载时,试棒在06范围内的变形与施加的载荷成正比。如果此时移除负载,变形将消失,试棒将恢复到其原始大小。也就是说,在第06节中,试棒处于弹性变形状态。当载荷增加到g点时,即使载荷不再增加,变形也会继续,这在图中可以看作是一条水平直线。这种现象被称为“屈服”。结果表明,试棒从c点开始有明显的塑性变形,D点以后,随着荷载的逐渐增加,试棒产生明显的塑性变形。塑性变形的特点是,在载荷消除后,试棒不会恢复到原来的尺寸。在点B,负载达到最大值。此后,负荷逐渐减少,直到试棒被摧毁。

拉伸图仅反映施加的载荷和变形之间的关系。事实上,厚壁不锈钢管的变形与外力引起的内应力变化关系更为密切。在图中,cd段的试件伸长似乎是在不增加外力的情况下进行的。然而,cd段试件的逐渐伸长将不可避免地导致试件直径的逐渐减小。因此,ccf截面的试件变形是在应力增加的条件下进行的。在B点,试棒在某一部分的直径会有明显的收缩(称为“颈缩”)。尽管载荷在拉伸图上的不锈钢焊管点B之后逐渐减小,但试棒的真实应力随着“颈缩”的发展而逐渐增大。最后,损害是由超过试棒所能承受的最大压力造成的。软钢拉伸过程中真应力与真应变的关系。

由此可见,具有一定塑性的厚壁不锈钢管材料的变形只有在其内应力不断增加时才会继续。这是厚壁不锈钢管材料对外部载荷反应的主要来源。在拉伸图中,点6、C和B对应的应力值是衡量厚壁不锈钢管材料力学性能的重要指标。在材料力学中,对应于点6、c和b的应力值分别称为比例极限、屈服极限(或屈服强度)和强度极限(或抗拉强度)

厚壁不锈钢管和厚壁不锈钢管的晶体结构是由许多不同形状的晶粒组成的多晶。厚壁不锈钢管的性能取决于厚壁不锈钢管的晶体结构。晶体是由原子以某种几何形式排列的(图2-3 (1))。为了分析晶体中原子的不同排列形式,可以用不锈钢焊接管一些假想的几何线来连接原子的中心,从而得到抽象的几何空间网格。这种几何空间晶格称为晶格,简称为字符(图2-3 (2))。晶格中每个位置的原子层称为晶面。在晶格中,能够完全代表晶格的最小单位称为晶胞(图2-3 (3))。由于厚壁不锈钢管的化学成分和金相组织不同,厚壁不锈钢管中存在多种类型的晶格。单晶厚壁不锈钢管内的晶格以相同的取向有序排列。在多晶体中,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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