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182-3276-4999包辛格效應(yīng)對(duì)與螺旋縫埋弧焊鋼管的影響:在金屬塑性加工過(guò)程中正向加載引起的塑性應(yīng)變強(qiáng)化導(dǎo)致金屬材料在隨后的反向加載過(guò)程中呈現(xiàn)塑性應(yīng)變軟化(屈服極限降低)的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象是包辛格(J.Bauschinger)于1886年在金屬材料的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)將金屬材料先拉伸到塑性變形階段后卸載至零,再反向加載,即進(jìn)行壓縮變形時(shí),材料的壓縮屈服極限(σs)比原始態(tài)(即未經(jīng)預(yù)先拉伸塑性變形而直接進(jìn)行壓縮)的屈服極限(σs)明顯要低(指絕對(duì)值)。若先進(jìn)行壓縮使材料發(fā)生塑性變形,卸載至零后再拉伸時(shí),材料的拉伸屈服極限同樣是降低的。包申格效應(yīng)與金屬材料中位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所受的阻力變化有關(guān)。在金屬預(yù)先受載產(chǎn)生少量塑性變形時(shí),位錯(cuò)沿某滑移面運(yùn)動(dòng),遇到林位錯(cuò)而彎曲。結(jié)果,在位錯(cuò)前方,林位錯(cuò)密度增加,形成位錯(cuò)纏結(jié)或胞狀組織。這種位錯(cuò)結(jié)構(gòu)在力學(xué)上是相當(dāng)穩(wěn)定的,因此,如果此時(shí)卸載并隨后同向加載,位錯(cuò)線不能作顯著運(yùn)動(dòng),宏觀上表現(xiàn)為規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力增加。但如卸載后施加反向力,位錯(cuò)被迫作反向運(yùn)動(dòng),因?yàn)樵诜聪蚵窂缴?,像林位錯(cuò)這類障礙數(shù)量較少,而且也不一定恰好位于滑移位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的前方,故位錯(cuò)可以再較低應(yīng)力下移動(dòng)較大距離,即第二次反向加載,規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力降低。在金屬單晶體材料中不出現(xiàn)包辛格效應(yīng),所以一般認(rèn)為,它是由多晶體材料晶界間的殘余應(yīng)力引起的。包辛格效應(yīng)可用[包辛格效應(yīng)示意圖]中的曲線來(lái)說(shuō)明。σ和ε分別表示應(yīng)力和應(yīng)變。具有強(qiáng)化性質(zhì)的材料受拉且拉應(yīng)力超過(guò)屈服極限(A點(diǎn))后,材料進(jìn)入強(qiáng)化階段(AD段)。若在B點(diǎn)卸載,則再受拉時(shí),拉伸屈服極限由沒(méi)有塑性變形時(shí)的A點(diǎn)的值提高到B點(diǎn)的值。若在卸載后反向加載,則壓縮屈服極限的絕對(duì)值由沒(méi)有塑性變形時(shí)的A′點(diǎn)的值降低到B′點(diǎn)的值。圖中OACC′線是對(duì)應(yīng)更大塑性變形的加載-卸載-反向加載路徑,其中與C和C′點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值分別為新的拉伸屈服極限和壓縮屈服極限。包辛格效應(yīng)使材料具有各向異性性質(zhì)。若一個(gè)方向屈服極限提高的值和相反方向降低的值相等,則稱為理想包辛格效應(yīng)。綜上所述,螺旋縫埋弧焊鋼管是采用熱軋卷板來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)的,將熱軋卷板矯平后遞送到成型機(jī)組,成型機(jī)組將鋼板擠壓卷制成圓筒形狀,這一過(guò)程鋼板會(huì)產(chǎn)生變形,塑性變形后的屈服強(qiáng)度就會(huì)降低。那么,我們?cè)谧鲣摴芮?qiáng)度、拉伸試驗(yàn)時(shí),我們都會(huì)在螺旋鋼管的管體上進(jìn)行取樣的后,將管體上的試樣按照試驗(yàn)要求進(jìn)行壓平,這樣以來(lái),在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,管體上的試樣和用于生產(chǎn)的鋼板之間的屈服強(qiáng)度就會(huì)降低。也就是說(shuō),我們?cè)跓彳埦戆迳先幼鲈囼?yàn),是合格的;在管體上取樣做試驗(yàn)可能就不合格。因此,在管道工程開始之前,會(huì)有設(shè)計(jì)院進(jìn)行設(shè)計(jì),為了減少包辛格效應(yīng)對(duì)螺旋縫埋弧焊鋼管的影響,往往會(huì)增加壁厚,以彌補(bǔ)這一影響。
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