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。

20世纪80年代以来， 改革开放政策的实施，促进了经济快速发展，带动了无缝钢管行业的进步。无缝不锈钢管的生产也得了快速地成长，引进了先进的工艺技术和装备，如久立率先引进了3500t挤压机，不仅使久立工业用不锈钢无缝管的生产工艺和装备跨入世界先进行列，而且作为挤压生产工艺的探路者推动了我国不锈钢无缝管工艺的变革，被列为当年度中国不锈钢行业10件大事之一。对一些重要用途的不锈钢管，如核电站用管（特殊规格）等，用户多采用挤压工艺生产供料为主，高端不锈钢管的生产逐步实现常态化；冷轧、冷拔管生产装备引进或国产化更是举不胜举，这些无缝管机组的引进投产，使我国无缝不锈钢管工艺技术及装备水平提高到了当代国际水平。

目前，我国不锈钢管应用领域“以冷轧、冷拔代热轧”产品为主，热轧管机组生产的不锈管主要还是为冷加工提供管坯料。国内久立特材、宝钢钢管、太钢钢管、武进钢管、中兴能源、常熟华新、长城特钢（成都无缝）、青山不锈、华迪钢管等是高端无缝不锈钢管生产的主力军。

在工艺技术方面，我国装备先进的无缝钢管生产线，大部分是1990年以后建成的。生产过程计算机控制、锥形穿孔机、轧辊全液压压下技术、集中变辊设计、轧辊单传动、限动芯棒轧制、阶梯芯棒轧制等先进技术得到普遍应用。随着我国无缝钢管行业工艺技术与装备水平的不断进步，不锈钢管（含大直径、厚壁）生产方式也呈多样化发展，主要有挤压机组、周期轧管机组、顶管机组、穿轧（穿孔+冷轧、冷拔）、热轧+冷轧、冷拔方式等多种生产方法。另外，也有少量采用其他方式生产，如锻造镗孔等生产方式。