熱擠壓不銹鋼管坯料在穿孔前和擠壓前坯料加熱的溫度應選擇在材料的最高塑性溫度范圍之內,可按“塑性一溫度關系圖表”來確定。材料的塑性圖表一般是在實驗的條件下,采用加熱至不同溫度的試樣進行的力學試驗的基礎上繪制而成的。這些力學試驗包括高溫拉伸試驗、熱扭轉試驗、熱頂鍛試驗,以及模擬各種壓力加工方法的坯料在受力條件下的試驗設備上進行的高溫試樣的軋制、擠壓、拉伸等試驗。


  圖(tu)2-6所示(shi)為材料進行熱扭轉試驗(yan)時(shi)的(de)(de)塑性圖(tu)。試驗(yan)條件:試樣直徑8.5mm,試樣工作(zuo)部分的(de)(de)長度40mm;試驗(yan)時(shi)試樣的(de)(de)扭擰轉速130r/min;相(xiang)應的(de)(de)變形速度(擠壓速度)10~20mm/s。


圖 2-6.jpg


  圖2-6中陰影部分所示為321不(bu)銹鋼(gang)材料的最高塑性溫度范圍。在此溫度范圍內進行材料的熱加工時,材料的塑性最高,變形抗力最低。


 最適合于擠壓工藝條件下確定材料“塑性一溫度關系圖表”的試驗方法,是在專用的液壓試驗擠壓機上,采用圓錐形芯棒進行擠壓試驗的方法。試驗時,根據試樣材料的變形抗力,按規定的純擠壓時間或規定的試樣擠壓長度上,停止擠壓過程,可得到不同厚度的壓余,從而可測量出擠出試樣不銹鋼(gang)管后端的不同截面上的壁厚,并可以計算出擠出的試樣管在最小壁厚時的延伸系數,即為達到的延伸系數。


 沿擠(ji)出(chu)試樣(yang)管(guan)的(de)(de)(de)軸線方向解剖(pou)不銹鋼(gang)(gang)管(guan),清(qing)除(chu)潤滑劑,檢查鋼(gang)(gang)管(guan)內(nei)外表面質量(liang)情(qing)況,確定鋼(gang)(gang)管(guan)金屬連續性(xing)開始(shi)遭到(dao)破壞的(de)(de)(de)位(wei)置(zhi)的(de)(de)(de)試樣(yang)長度(du),并(bing)計算(suan)出(chu)相應長度(du)位(wei)置(zhi)截面上的(de)(de)(de)延伸系(xi)數(shu),此為(wei)材(cai)料開始(shi)破壞時的(de)(de)(de)臨(lin)(lin)界延伸系(xi)數(shu),即(ji)材(cai)料在(zai)該溫度(du)速度(du)條件下(xia)的(de)(de)(de)臨(lin)(lin)界變形量(liang)。小(xiao)于臨(lin)(lin)界變形量(liang)以(yi)及相應變形抗(kang)力較低(di)的(de)(de)(de)溫度(du)區間,即(ji)為(wei)材(cai)料擠(ji)壓(ya)加工的(de)(de)(de)溫度(du)范圍。


 俄羅斯全蘇(su)管材科學研究所在(zai)5MN液壓(ya)試(shi)驗擠(ji)壓(ya)機上裝置采用(yong)圓(yuan)錐(zhui)形(xing)芯棒擠(ji)壓(ya)管材的(de)專用(yong)工(gong)具,可以保證(zheng)在(zai)同一支試(shi)驗鋼管上的(de)延伸系數(shu)在(zai) 6~85 的(de)范圍內變化。試(shi)驗時擠(ji)壓(ya)筒內襯的(de)直徑為85mm,擠(ji)壓(ya)模模孔的(de)直徑為39mm,錐(zhui)形(xing)芯棒和擠(ji)壓(ya)坯料的(de)尺(chi)寸如圖2-7所示。


圖 2-7 擠壓圖錐形管用的芯棒和坯料尺寸.jpg


 在圖2-7所示的(de)擠壓(ya)(ya)工(gong)模具配置的(de)條件下(xia),擠壓(ya)(ya)時作(zuo)用于坯(pi)料金屬上的(de)擠壓(ya)(ya)力可(ke)以達到11MPa。


在擠壓有壁厚變化的試樣管時,每個時刻的延伸系數計算后,得到所擠壓出鋼管的長度 Lt 與錐形芯棒的半徑 rz 的關系如下:


式 2-6.jpg


 通過擠壓和研究具有(you)變(bian)化壁厚的不銹鋼管(guan),可(ke)以建立起臨(lin)界(jie)延伸系(xi)數與坯料加熱溫(wen)度的關系(xi)圖表,確定最佳塑性(xing)溫(wen)度范圍和在該溫(wen)度允許的變(bian)形量。


 在進行具有變化(hua)壁厚(hou)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管的(de)擠壓(ya)(ya)試驗時(shi)(shi)(shi),芯棒尺寸(cun)的(de)確(que)定應(ying)考慮到(dao)在擠壓(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi)能夠得到(dao)亞臨界、臨界和(he)超臨界變形程度的(de)鋼(gang)管。因為擠壓(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管金(jin)屬連續(xu)性(xing)的(de)破壞,只有在臨界和(he)超臨界變形程度的(de)條件下才會發生(sheng)。即(ji)在采用圓錐形芯棒擠壓(ya)(ya)鋼(gang)管時(shi)(shi)(shi),金(jin)屬完整性(xing)的(de)破壞只是(shi)在當材(cai)料的(de)塑性(xing)非常低的(de)情(qing)況下出現。


 如對(dui)于變形(xing)的(de)321不銹鋼(gang)坯料,在(zai)一(yi)定(ding)的(de)溫(wen)度下,當(dang)延伸系(xi)數達到(dao)35~50時,也未出現完(wan)整性遭到(dao)破壞的(de)現象。因此(ci),采用圓錐(zhui)形(xing)芯棒進行擠壓試驗,確定(ding)材(cai)料“塑性一(yi)溫(wen)度關系(xi)圖表”的(de)方法,特別適合于高合金等低塑性、難變形(xing)的(de)材(cai)料。


圖 2-8 錐形芯棒擠壓鋼管時確定延伸系數用曲線.jpg


圖2-8所示(shi)為(wei)擠(ji)壓有變化壁厚的(de)不銹(xiu)鋼管(guan)時(shi),計算指定時(shi)刻的(de)延伸系數,得到(dao)的(de)所擠(ji)出鋼管(guan)的(de)長度L,與錐形芯棒相應(ying)的(de)半徑r,及其與延伸系數λ 的(de)關系。圖 2-8 可用于確定延伸系數。